Способ измерения напряженности электрического поля

 

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть - использовано для измерения напряженности электрического поля с повышенной точностью. Цель изобретения - увеличение точности измерения вблизи границ раздела сред с различной диэлектрической проницаемостью при наличии заряда в зоне раздела. Это достигается тем, что предлагаемьй способ позйоляет;определять разность зарядов электродов незаряжен; ного зонда, которая не зависит от потенциала зонда и величины собственного заряда зонда, а зависит только от действия измеряемого поля. Способ предусматривает помещение в исследуемое поле зонда, измерение наведенных на электродах зонда зарядов . При этом заряд каждого электрода измеряют дважды для каждого из двух значений установленного потенциала . Составляющие вектора напряженности электрического поля определяют по расчетной математической формуле, приведенной в формуле изобретения . 2 ил. § (П

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) SU (11) А р 4 С 01 R 29/ t2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ill

) Н ABTQPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

r )(. 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3803942/24-21 .(22) 23.10.84 (46) 23.04.86. Бюл. 1Ô 15 (71) Иосковский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт . (72) В.И.Юркевич, А.А.Иатачюнас и А,Г.Захаров (53) 621.317.328(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 691785, кл. G 01 R 29/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 473128, кл. G 01 R 29/14, 1975. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к технике электроизмерений и может бытьиспользовано для измерения напряженности электрического поля с повьппенной точностью. Цель изобретения - увеличение точности измерения вблизи границ раздела сред с различной диэлектрической проницаемостью при наличии заряда в зоне раздела.

Это достигается тем, что предлагаемый способ позволяет определять разность зарядов электродов незаряжен." ного зонда, которая не зависит от потенциала зонда и величины собственного заряда зонда, а зависит только от действия измеряемого поля.

Способ предусматривает помещение в исследуемое поле зонда, измерение наведенных на электродах зонда зарядов ° При этом заряд каждого электрода измеряют дважды для каждого из двух значений установленного потенциала. Составляющие вектора напряженности электрического поля определяют по расчетной математической формуле, приведенной в формуле изобретения. 2 ил, 1226354

15

55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля с повышенной точностью.

Цель изобретения — увеличение точности измерения вблизи границ раздела сред с различными диэлектрическими проницаемостями при наличии на зонде заряда. \

Предлагаемый способ измерения напряженности позволяет определить разность зарядов электродов незаряженного зонда, которая не зависит от потенциала зонда и величины собственного заряда зонда, а зависит только от действия измеряемого поля, тем самым способ позволяет с высокой степенью точности определить налряженность электрического поля.

Причиной возникновения погрешностей, обусловленных присутствием на зонде собственного заряда,, является неравенство между собои собственных частичных емкостей электродов каждой пары. Если измерения ведутся симметричным зондом вдали от границ раздела сред с различными диэлектрическими проницаемостями, собственные частичные емкости всех электродов рав.ны между собой, и поэтому влияние этого заряда исключается при отсчете напряженности. При измерении у границ раздела сред собственные частичные емкости электродов зонда являют" ся функциями координат точки расположения зонда, поэтому в общем случае невозможно обеспечить равенство этих емкостей,при помощи соответствующей конструкции зонда.

Измерение вектора напряженности проводят внутри плоского конденсатора с неоднородным диэлектриком.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения, а также конструкция и размеры источника поля, на фиг.2— выбранная система координат и нумерация электродов зонда.

Плоский конденсатор состоит из верхней 1 и нижней 2 обкладок и диэлектрической пластины 3. В плоский конденсатор помещен зонд 4, соеди-. ненный с измерителем 5 зарядов электродов, помещенным в экран 6. Обкладки конденсатора подключены к источни" ку 1 напряжения, а нижняя обкладка 2 конденсатора и зонд 4 подключены к источнику 8 напряжения. Двухкоординатный зонд 4 представляет собой металлизированный диэлектрический шарик, поверхность которого при помощи гравировки разделена на четыре одинаковых электрода — четверти сферы. Измеритель 5 зарядов электродов должен обеспечивать режим короткого замыкания электродов зонда 4 на экран 6 измерителя 5, т.е, должно обеспечиваться равенство между собой потенциалов всех электродов зонда и экрана измерителя.

Способ осуществляется следующим образом.

Зонд 4 с чувствительными электродами, попарно и симметрично расположенными по осям системы координат, помещают между обкладками плоского конденсатора. С помощью источника 8 напряжения поочередно устанавливают различные потенциалы зонда, заряд кажного электоопа измеряют дважды для каждого из двух значений установленного потенциала и вычисляют значения составляющих вектора напряженности.

При уменьшении расстояния Н от границы раздела сред до центра зон30 да появляются искажения измеряемого поля. Причиной данных искажений и появлякяцихся из-за этого погрешностей измерения является присутствие на границе раздела сред связанного заряда. Поскольку данная погрешность измерения не является следствием присутствукяцего на зонде собственного заряда зонда, она .не может быть устранена рассмотренными способами измерения (в том числе предлагаемым) и при необходимости может быть учтена калибровкой.

Коэффициент К преобразования определяется калибровкой измерителя напряженности в поле плоского кон денсатора при расстоянии от зонда до обкладок конденсатора не менее

5R, где R — радиус зонда.

Формула изобретения

Способ измерения напряженности электрического поля, основанный на помещении в исследуемое поле зонда с чувствительными электродами„ попарно и симметрично расположенными по осям системы координат, и измерении наведенных на электродах зонда зарядов, отличающийся

1226354

I ф» Я <

И

pi<>4<2

t0 (S;1 ;2.! (Z < ; ) o o

3 тем,что, с целью повьппения точности измерений, поочередно устанавливают различные потенциалы зонда, заряд каждого электрода измеряют дважды для каждого из двух значений установленного потенциала,.после чего составлякицие вектора напряженности Е; электрического поля определяют по формуле где i«x,g,z — координата в декартовой системе;

4 заряды пары электродов, расположенной на оси -й координаты при первом значении потенциала зонда, заряды тех же электродов при втором значении потенциала зонда собственный заряд зонда, равный сумме зарядов всех электродов зонда, соответственно при первом и втором значениях потенци-! ала зондa, коэффициент преобразования.

Фиг. 7

1226354

Составитель Е.Плужникова

Техред Л.Олейник Корректор А.Тяско

Редактор Н.Яцола

Заказ 2126/43 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4