Датчик для измерения напряженности электрического поля
ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры, взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения неоднородных электрических полей, каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы , заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу (Л сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги б больших кругов, ограничивающих каждый указанньй несмежный участок сферы, равны, град , е 63,4. - 32,7УИ. где сЛ - заданная максимальная пог4i решность измерения от неоднородносСО ти электрического поля точечного заряда в односительных единицах. оо UD
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
4(51) G 01 К 29 08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
Н АВТОРСИОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1-) 3561237/24-09 (22) 10.03 ° 83 (46) 07.04.85. Бюл. У 13 (72) С.В.Бирюков, В.Я.Ложников и М.Д.Столяров (71) Омский политехнический институт (53) 621. 317. 32 (088. 8) (56) 1. Мисакян M., Коттер Ф.P., Калер Р.Л. Миниатюрный датчик электрического поля. — "Приборы для науч- ных исследований", 1978, Р 7, с. 52-55.
2. Horvath Т., Clement G., Neasuroment of the distortion less electric field intensity of high voltage
installations. Third international
symposium on high voltage Enginee"
ring, Milan, 28-31, August, 1979, рр. 44.05/1-44.05/4. Перевод ВЦП
У Г-21913М 1981 (прототип). (64)(57) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАНРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры, взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения неоднородных электрических полей; каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги 0 больших кругов, ограничивающих каждый указанный несмежный участок сферы, равны, град;
9 = 63,4. — 32,7фЖ . где с " — заданная максимальная погрешность измерения от неоднородности электрического поля точечного заряда в односительных единицах.
1149189
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении напряжен-, ности однородных и неоднородных электрических полей, например, под воздушными линиями электропередач и на подстанциях сверхвысокого нал1 ряжения.
Известен датчик для измерения напряженности переменного электри- 1О ческого поля, содержащий два электрода, имеющих форму полусфер. Под действием электрического поля между электродами возникает напряжение и в соединяющей их цели протекает ток, 15 пропорциональный напряженности электрического поля, величина которого измеряется 1).
Однако датчик имеет большую погрешность при измерении неоднородных 20 ,полей.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик для измерения напряженности электрического поля, содержащий сферический >> проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участ ках сферического проводящего корпуса, . изолированно от него и одна от дру- 30 гой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие ихцентры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара элект- З родов подсоединена к соответствующим входам, дифференциальных интеграто-. ров тока (2 g.
Однако известный датчик имеет большую погрешность лри измеренных 40 в неоднородных электрических полях.
Датчик вместе с измерительным уст.ройством калибруется в однородном электрическом поле. После внесения датчика в неоднородное лоле возника- 4 ет погрешность, обусловленная иньи, нежели в однородном поле, распределением зарядов на электродах.
Целью изобретения является повышение точности измерения неоднородных электрических полей.
Указанная цель достигается тем, что в датчике для измерения напряженности электрического поля, содержащем сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и друг от друга, и расположенных в пространстве таким образом, что прямые, соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая нара электродов подсоединена к соответствующйм входам дифференциальных интеграторов тока, каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги Q больших кругов, ограничивающих каждый указанный несмежный участок сферы, равны (град.)
8 = 63,4 — 32,7 6 д где " — заданная максимальная погрешность измерения от неоднородности электрического поля точечного заряда в относительных единицах.
° На фиг. 1 представлен датчик для измерения напряженности электрического ноля в трех проекциях; на фиг.2его принципиальная электрическая схема.
Основу датчика составляет сфери ческий проводящий корпус 1, на поверхности которого изолированно от корпуса и друг от друга размещены три лары проводящих электродов 2-7.
Сферический проводящий корпус датчика выполняет роль общего электрода. Каждая пара диаметрально противоположных проводящих электродов 2-3, 4-5, 6-7 может быть подключена, например, к входам соответствующих дифференциальных интеграторов -10 тока.
Проводящие электроды располагаются на расстоянии от корпуса много меньшем его радиуса и должны быть подключены к измерительным устройствам с низкоомным входом. В качестве устройств с низкоомным входом могут быть использованы измерители тока или интеграторы тока. Последним отдается большее предпочтение, так как выходной сигнал интегратора тока не зависит от частоты измеряемого поля и пропорционален индуцированным на электродах датчика зарядам.
11491
Сферические электроды выполнены с угловым размером, определяемым соотношением
8 = 63,4 — 32, 7 (erJ
Указанные угловые размеры и форма электродов выбраны с учетом обеспечения заданной точности измерения, максимальной чувствительности и возможности размещения электродов на поверхности сферического прово- 10 дящего корпуса.
Датчик работает следующим образом.
При помещении датчика в электрическое поле íà его проводящих элект- f5 родах 2-7 индуцируются заряды. Эти заряды вызывают между каждым про89 4 водящим электродом 2-7 и сферическим проводящим корпусом датчика 1 электрический ток. Токи с каждой пары диаметрально противоположных проводящих электродов 2-3, 4 5, 6-7 поступают на входы соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные разности зарядов с диаметрально противоположных проводящих электродов, т.е. пропорциональные трем составляющим напряженности электрического поля.
Таким образом, предлагаемые размеры и форма электродов повышают точность измерения неоднородных электрических полей. юг.1
1149189
Составитель В.Васильев
Техред С,Мигунова Корректор И.Эрдейи
Редактор А.Шандор
Заказ 1874/31 Тираж 748 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
