Измеритель распределения поверхностного электрического потенциала

 

I. ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСПРЕДЕЛ НИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА, содержащий электромеханический преобразователь, соеоо j; со IvD тоящий из неподвижного электрода и зонда, механически связанного с вибратором , усилитель, вход которого соединен с выходом зонда, генератор синусоидальцого напряжения, выход которого подключен к входу вибратора , фазовый детектор, один из входов которого соединен с выходом усилителя , а другой-с выходом генератора синусоидального напряжения, источник компенсирующего напряжения, вход которого подключен к выходу фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых объектов, в электромеханический преобразователь введен .дифференциальный регулируемый конденсатор , причем средняя обкладка конденсатора жестко укреплена на оси зонда, крайние его обкладки соединены с неподвижным электродом, а выход источника компенсирующего напряжения подключен к входу зонда. Lfr б 15 И k- 8 выход /5 2. ttZ.I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51 G01 R2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3651636/24-21 (22) 21.06.83 (46) 15.01.85. Бюл.М 2 (72) А.П.Земсков, H.Ф.Никаноров и В.Н.Таиров (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им, В.И.Ульянова (Ленина) (53) 621.317.7(088,8) (56) 1. Илюковнч А.M. Техника электрометрии. M., "Энергия", 1976, с. 336-337, 2. Сакалаускас С,Ю. и др. Измеритель распределения .поверхностноtt

ro электрического потенциала. — Приборы и техника эксперимента", 1978, 11 3, с, 156-168. (54)(57) 1, ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕГ

НИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПОТЕНЦИАЛА, содержащий электромеханический преобразователь, сос.„Я0„„113492 О А тоящий из неподвижного электрода и зонда, механически связанного с вибратором, усилитель, вход которого соединен с выходом зонда, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу вибратора, фазовый детектор, один из входов которого соединен с выходом усилителя, а другой-с выходом генератора синусоидального напряжения, источник компенсирующего напряжения, вход которого подключен к выходу фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых объектов, в электромеханический преобразователь введен дифференциальный регулируемый конденсатор, причем средняя обкладка конденсатора жестко укреплена на оси зонда, крайние его обкладки соединены с неподвижным электродом, а выход источника компенсирующего напряжения подключен к входу зонда.! 134920

2. Измеритель по п.1, о,т л и—

1 ч а ю шийся тем, что обкладки дифференциального регулируемого конденсатора выполнены в виде расположенных параплельно неподвижному

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при исследовании явлений электризации материалов, при постоянном контроле электростатических величин в производстве, а также при определении воздействия электростатических зарядов на изделия .

Известен измеритель распределе- 1О ния поверхностного электрического потенциала, содержащий вибрирующий конденсатор, подключенный через резистор и потенциометр к выходу источника компенсирующего напряжения, усилитель переменного тока, вход которого через разделительный конденсатор соединен с общим выходом вибрирующего конденсатора и источника компенсирующего напряжения, а выход подключен к входу регистрирующего прибора (1).

Недостаток известного устройстванеудобство эксплуатации, обусловленные необходимостью ручного регулиро- 25 вания компенсирующего напряжения.

Наиболее близким техническим решением к данному является измеритель распределения поверхностного электри-ческого потенциала, содержащий элек- ЗО тромеханический преобразователь, состоящий из неподвижного электрода и зонда, механически связанного с виб" ратором, усилитель, вход которого соединен с выходом зонда, генератор

35 синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу вибратора, фазовый детектор, один из входов которого соединен с выходом усилителя, а другой вход — с выходом генератора синусоидального напряже- ния, источник компенсирующего.напря-1 жения, вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выходк цепи с неподвижным электродом (21.

45 электроду металлических плас— тин, крайние из которых установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оси зонда. а

При практическом использовании указанного устройства оказывается возможным измерение потенциалов только таких заряженных объектов, которые могут быть помещены на неподвижный электрод, либо к которым может быть подключен выход источника компенсирующего напряжения. Однако часто возникает необходимость измерения потенциалов объектов, входящих в состав каких-либо устройств. В этом случае подключение к ним источника компенсирующего напряжения либо затруднено, либо вообще является невозможным, Это,в частности, имеет место при измерении потенциала на барабане ксерографических устройств, измерении потенциала электретных мембран полусборок электретных микрофонов, в которых электретная мемрана подключена к усилителю, измерении потенциала рулонной металлизированной органической пленки, электризуемой на установке непрерыв1ного действия и т.д.

Цель изобретения — расширение класса исследуемых объектов.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе распределения поверхностного электрического потенциала, содержащем электромеханический преобразователь, состоящий из неподвижного электрода и зонда, механически связанного с вибратором, усилитель, вход которого соединен

-с выходом зонда, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу вибратора, фазовый детектор, один из входов коорого соединен с выходом усилителя, другой — с выходом генератора си.нусоидального напряжения, источник компенсирующего напряжения, вход которого подключен к выходу фазового детектора, в электромеханический

1134920

10 з

l преобразователь введен дифферен. циальный регулируемый конденсатор, причем средняя обкладка конденсатора жестко укреплена на оси зонда, крайнне его обкладки соединены с неподвижным электродом, а выход источника компенсирующего напряжения подключен к входу зонда.

Обкладки дифференциального регулируемого конденсатора выполнены в виде расположенных параллельно неподвижному электроду металлических пластин, крайние из которых установлены с возможностью одновремен- 15 ного перемещения вдоль оси зонда.

На фиг.! представлена, функциональная схема измерителя распределе1 ния поверхностного электрического 20 потенциала, на фиг,2 — то же, с раскрытой конструкцией дифференциального регулируемого конденсатора.

Устройство содержит электромеханический преобразователь 1 (фиг.1, 25

2), состоящий из неподвижного электрода 2, зонда 3, механически связанного с вибратором 4, и дифференциаль" ного регулируемого конденсатора 5, усилитель 6 вход которого соединен с выходом зонда 3, генератора 7 синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу вибратора

4, фазовый детектор 8, один из входов которого соединен с выходом усилителя 6, а другой — с выходом гене35 ратора. 7 синусоидального напряжения, источник 9 компенсирующего напряжения, вход которого подключен к выходу фазового детектора 8, а выход40 к входу зонда 3. Обкладки 10-12 (фиг.2) дифференциального регулируемого конденсатора 5 выполнены в виде расположенных параллельно неподвижному электроду 2 металличес"

45 ких пластин. Средняя обкладка 11 жестко укреплена на оси зонда 3, крайние обкладки 10, 12 соединены с корпусом 13 и установлены с возможностью перемещения вдоль оси зонда 3 с помощью регулировочного винта 14. 50

Позицией 15 на фиг.1, 2 обозначена паразитиая емкость, образованная бок зыми поверхностями зонда 3 и элементами корпуса 13, а также входными цепями усилителя 6; позицией 16 55 обозначен исследуемый объект (заряженное тело ). Таким объектом мажет быть поверхность стола или пола, кожа человека, одежда и обувь оператора, поверхность стакана и т.п.

Работа из!верителя, являющегося линейной автоматической следящей системой, основана на использовании сигнала рассогласовывания. Сигналом рассогласования dЦ служит разностьмежду потенциалом поверхности заряженного тела Оп и потенциалом О„, который подается на зонд 3 с выхода источника 9 компенсирующего на-. пряжения

1.!к °

Из-эа вибрации зонда 3 в электрическом поле, создаваемом сигналом рассогласования й0, на вход усилителя 6 поступает переменный синусоидальный сигнал, управляющий работой источника 9 компенсирующего напряжения. При этом величина О, оказывается прямо пропорциональной 50

0 = kaU, где К вЂ” коэффициент передачи измерителя.

Напряжение U, поступающее на зонд 3, заряжает наразитную емкость

15, При измерениях с точностью 1-37 величина U в 30-100 раз превышает й1.1 и нараэитный сигнал, генерируемый емкостью 15,оказывается сравнимым либо даже превышающим полезный сигнал. Для компенсации паразитного сигнала в устройство введен диффернн-циальный регулируемый конденсатор.

Иэ-эа вибрации средней обклад= ки 11 на вход усилителя 6 поступают два противофазных сигнала, один из которых обусловлен электрическим взаимодействием средней обкладки !1 с крайней обкладкой 10, а другой— с крайней обкладкой 12. Амплитуда каждого из этих сигналов определяется величинами воздушных зазоров между средней. обкладкой 11 и соответствующими крайними обкладками

10 и 12. Та как сигнал помехи и два нротивофазных сигнала сугаыруются на входе усилителя 6, то изменяя с помощью регулировочного винта 14 воздушные зазоры и тем самым амплитуды противофазных сигналов, сигнал помехи можно подавить. При этом на входе усилителя

6 будет только полезный сигнал.

Таким образом, положительныи эффект — расширение класса исследуемых объектов — достигается тем, что возможно подключение источника

9 компенсирующего напряжения непосредственно к зонду 3.

1134920

Составитель Л,Морозов

Редактор О.Колесникова Техред M.Êóçüìà

Корректор И.Эрдейи

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 10086/40 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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