Вид РИД
Изобретение
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 Ia=kUgUa.
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.