Результат интеллектуальной деятельности: ЛОГОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Измерительные приборы, так называемые логометры, непосредственно указывающие отношение двух каких-либо электрических величин (токов или напряжений), известны. Известны также и устройства, основанные на использовании электронных схем, в которых на выходе схемы получается ток, пропорциональный отношению двух сравниваемых величин и непосредственно измеряемый тем или иным измерительным прибором.

Предлагаемое устройство основано на использовании электронной схемы, причем особенность его заключается в применении двух соединенных последовательно электронных ламп, режим работы которых подобран таким образом, что одна из них работает на начальном участке характеристики, а другая - в области насыщения; сравниваемые же напряжения подаются на сетки ламп с тем, чтобы падение напряжения в анодной цепи первой лампы получалось пропорциональным отношению сравниваемых напряжений.

При малых анодных напряжениях в пределах до 40 в) некоторые электронные приборы имеют участок анодной характеристики с I_a=kU_gU_a.

Таковы пентоды, некоторые типы триодов при положительных сеточных напряжениях и вакуумные фотоэлементы с внешним фотоэффектом, ток которых в начале характеристики следует уравнению:

где F₁ - световой поток и - данное значение анодного напряжения.

Те же пентоды и вакуумные фотоэлементы обычно работают в режиме насыщения анодного тока, который, например, у высокочастотных пентодов почти не зависит от величины анодного напряжения, если оно больше величины насыщения.

Соединим два таких пентода (или два фотоэлемента) последовательно и поставим их в такой режим, чтобы ток первой лампы следовал уравнению:

а ток второй лампы .

Так как I₁=I₂,

то

или

где , т.е. напряжение на аноде первой лампы будет прямо пропорционально отношению напряжений сигналов, подаваемых на управляющие сетки обеих ламп. Для фотоэлектрической схемы такого рода сигналами будут световые потоки, соответственно падающие на второй и первый фотоэлементы.

Чувствительность такой схемы значительно выше, чем магнитоэлектрического логометра или любых других существующих логометров. Чувствительность электронного логометра (т.е. ) можно значительно увеличить, если модулировать сигналы, поступающие на обе лампы, так, чтобы увеличение сигнала на первую лампу сопровождалось уменьшением сигнала на вторую лампу, и обратно. Пусть номинальное значение сигнала изменяется при его модуляции в М раз; в момент, когда на сетке лампы Л₁ будет на сетке лампы Л₂ будет М, а напряжение на аноде лампы Л₁ будет

Таким образом можно легко определить небольшие изменения измеряемого отношения, поскольку М² может быть равно, например, 10⁵ и выше. Другими словами, одновременно с получением отношения двух напряжений мы имеем здесь усиление.

Изменение напряжения питания схемы не сказывается на величине .

Предлагаемый логометр удобно использовать для измерения отношения слабых сигналов, например отношения яркостей двух спектральных линий в спектральном анализе, и для измерения небольших изменений отношения λ, что необходимо, например, для точного измерения высоких температур методом сине-красного отношения.

Предлагаемый логометр может быть также использован в качестве нулевого реле, так как при переходе через нуль будет теоретически равно бесконечности, а практически выразится в виде большого пика (импульса) напряжения, величина которого ограничивается параметрами схемы. Следовательно, этот логометр будет работать хорошо в качестве преобразователя токов различной формы кривой в пикообразную. Далее, предлагаемая схема может быть использована в качестве измерителя малых углов сдвига фазы, если и где φ очень мало, то моменты перехода и через нуль будут отмечены пиковым и нулевым значением , или двумя пиковыми значениями, отстоящими друг от друга на время секунд, если использовать два логометра, на которые сигналы поступают в обратном порядке, т.е. в первом логометре на Л₁ и на Л₂, а во втором логометре на Л₁ и на Л₂.