Буксируемый преобразователь напряженности электрического поля

 

БУКСИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержсцций диэлектрическую пластину и измерительные электроды, расположенные по обеим сторонам пластины и соединенные со входгиии измерительного блока, отличающийся тем, что, q целью повышения точности, в него введены два полых диэлектрических диска с радиальными отверстиями и ось с вертушкой, при этом измерительные электроды размещены во внутренних полостях соответствующих дисков, которые закреплены на оси по обе стороны диэлектрической пластины , а ось pasMeiaeHa на расстоянии радиуса диска от центра пластины, причем измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя, фильтра (высокой частоты, детектора и регистратора , а входы дифференциального усилителя соединены со входами изме (Л рительного блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) 6- 01 R 29/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3412297/18-21 (22) 23.03.82 (46) 30.09.83. Бюл. В 36 (72) В.Г. Селятицкий, В.А. Клековкин, Е.С. Карнаев и IO.È. Ильичев (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (53) 621.317.725(088.8) (56) 1. Патент СИ% М 3662660, кл. 324-72, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 316018, кл. G 01 R 1/00, 1970. (54) (57) БУКСИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯлЖННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий диэлектрическую пластину и измерительные электроды, расположенные по обеим сторонам пластины и

„.SUÄÄ 1045172 А соединенные со входами измерительного блока, отличающийся тем, что, о целью повышения точности, в него введены два полых диэлектрических диска с радиальными отверстиями и ось с вертушкой, при этом измерительные электроды размещены во внутренних полостях соответствующих дисков,. которые закреплены на оси по обе стороны диэлектрической пластины, а ось размещена на расстоянии радиуса диска от центра пластины, причем измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных ! дифференциального усилителя, фильтра высокой частоты, детектора и регистратора, а входы дифференциального .усилителя соединены со входами измерительного блока.

1045172

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано при .проведении.гидрофизических и геофизических исследований напряженности электрического поля в море, производимых с движущихся объектов.

Известно устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее измерительные электроды и делитель разностей потенциалов 1.3.

При калибровке электроды сводятся, о однако в процессе работы сказывается собственная нестабильность электродов из-за воздействия внешних условий и ЭДС индукции, вызванная перемещением проводников в геомагнит- 15 ном поле, что снижает точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь электрического поля, содержащий диэлектрическую пластину и измерительные электроды, расположенные по обеим сторонам пластины и соединенные с входами измерительного блока (2).

Недостатком данного устройстна 25 янляется низкая точность измерения н диапазоне постоянных и инфранизкочастотных сигналов вследствие воздей-, .ствия на результат измерения дрейфа разности собственных ЭДС измерительных электродов, достигающего нескольких десятков микровольт н сутки.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в буксируемый преобразователь напряженности электрического поля, содержащий диэлектрическую пластину и измерительные электроды, расположенные по обеим сторонам пласти- 40 ны и соединенные с входами измерительного блока, введены два полых диэлектрических диска с радиальными отверстиями и ось с, вертушкой, при этом измерительные электроды разме- 45 цены но внутренних полостях соотнет. стнующих дисков, которые закреплены на оси по обе стороны диэлектрической пластины, а ось размещена на расстоянии радиуса диска от центра пластины, причем измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя, фильтра высокой частоты, детектора и Регистратора, а входы дифференциального усилителя соединены с входаки измерительного блока.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из диэлектрической пластины 1, выполненной в ви- 6О де диска, двух полых диэлектрических дисков 2 и 3, укрепленных по обеим сторонам пластины 1 и Имеющих радиальные отверстия 4 и 5, измерительных электродов 6 и 7, помещенных 65 во внутренние полости дисков 2 и 3, и механической вертушки 8, .осущест-. вляющей вращение дисков 2 и 3 вокруг оси 9, проходящей через пластину 1 на расстоянии, равном радиусу дисков

2 и 3 от центра пластины 1.

Измерительные электроды 6 и 7 ерез последовательно соединенные ифференциальный усилитель 10, фильтр

1 высокой частоты и детектор 12 содинены с рагистратором 13.

Устройство работает следующим образом.

Преобразонатель электрического поля буксируется днижущимся судном ндоль оси Х в пронодящей среде моря, н которой существует станционарное электрическое поле, направленное по оси У. Диэлектрическая пластина 1, расположенная ортогонально своей плоскостью вектору напряженности поля Е, обтекается током проводимости, т.е. вызывает искажение структуры поля-. Возникающая за счет этого искажения разность электрических потенциалов Ч вЂ” У на противоположных боковых поверхностях пластины 1 пропорциональна напряженности электрического поля и геометрическим размерам пластины 1. Причем значение потенциала увеличивается от условного нуля на краю пластины и достигает максимума и ее центре. ч = + — E З, v = — E d где d — диаметр пластины;

Ч и Р— значения электрических потенциалов в центрах противоположных сторон пластины.

Во внутренних полостях диэлектрических дисков 2 и 3, укрепленных по обеим сторонам пластины 1, воспроизводятся электрические потенциалы, соответствующие их значениям в точках расположения радиальных отверстий 4 и 5. Таким образом, диэлектрические диски 2 и 3 выполняют роль элек

fðè÷eñêèõ проводников .потенциалов от поверхности пластины 1 к расположенным в них измерительным электродам 6 и 7.

При буксировке преобразователя вертушка 8 осуществляет синфазное вращение дисков 2 и 3, т.е. перемещение отверстий 4 и 5 по поверхности пластины, вследствии чего значения потенциалов, поступающих на измерительные электроды, изменяются по синусоидальному закону с частотой вращения w (см выражение 1).

При этом помеха, возникающая на измерительных электродах 6 и 7 при движении проводников в геомагнитном поле, синфазна вследствие симметричности конструкции преобразователя.

1045172

Составитель С. Шумилишская

Техред М,Кузьма Корректор К. Ильин

Редактор Ю. Ковач

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Заказ 7547/48

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поэтому напряжение на выходе дифференциального усилителя 10 с большим коэффициентом подавления синфазной помехи, который подключен к измерительным электродам, ЭДС помехи не содержит и имеет вид

U =дЕ +(9 -Ч )ЫпмС (2) где дŠ— постоянная разность собственных ЭДС измерительных электродов.

С помощью фильтра 11 высокой час- 10 тоты составляющая ДЕ подавляется, а переменйая составляющая напряжения, несущая информацию о величине напряженности электрического поля Ez, вы-прямляется детектором 12 и поступает на регистратор 13.

Таким образом, предлагаемое устройство оказывается нечувствительным к ЭДС индукции и позволяет исключить влияние на результат измерения разности собственных ЭДС измерительных электродов, что способствует значительному увеличению точности определения составляющих напряженности электрического поля в море.