Измеритель напряженности электростатического поля

 

Изобретение относится к электроизмерителям . Цель изобретения - повыше.ние точности измерения и расширение функдаональных возможностей путем обесйечения измерения потенциала зл.-статического поля. Устр -во содержит датчик 1, состоящий из корпуса с отверстиями в его торцовой и боковой стенках, два экранирующих электрода (Э) 5 и 9, два измерительных Э 6 и 10, у-ль 7, регистратор (Р) 8 и два переключателя (П). 11 и 12. При этом Э 9, 10 расположены посредине (боковой поверхности корпуса, а Э 5,9 находятся в противофазе относительно Э 6,10 и синхронно приводятся во вращение приводным двигателем 13. В устр-ве осуществляется раздельное измерение, суммарной напряженности Е с помощью Э 5,6 и измерение ее составляющей Ej с помощью Э 9,10. При нахождении П 11 в положении б на вход у-ля 7 подается напряжение, пропорциональное только составляющей напряженности Е. С выхода у-ля 7 напряжение подается на Р 8, отградуированный в единицах потенциала измеряемого поля. Цель достигается введением Э 9,10 и П 11,12. 2 ил. о $ (Л ю 4 Од О ю Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др 4 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2156446/-24-09 (22) 16 07,75 (46) 23. 07;86. Бюл. ¹ 27 (71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности (72) А.Г. Мошков и Л.Г. Гросс (53) 621.317.328(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .№ 389473, кл. G 01 R 29/12, 1971.

Имянитов И.И. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. †. N.: Гостехиздат, 1957, с.176. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электроизмерителям. Цель изобретения — по-. вышение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения потенциала эл.-статического поля. Устр-во содержит датчик 1, состоящий из

„SU„„,1246026 А1 корпуса с отверстиями в его торцовой и боковой стенках, два экранирующих электрода (Э) 5 и 9, два измерительных Э 6 и 10, у-ль 7, регистратор (P)

8 и два переключателя (П). 11 и 12.

При этом Э 9, 10 расположены посредине боковой поверхности корпуса, а Э 5,9 находятся в противофазе относительно Э 6,10 и синхронно приводятся во вращение приводным двигателем 13. В устр-ве осуществляется раздельное измерение суммарной напряженности Е с помощью Э 5,6 и измерение ее составляющей Е> с помощью

Э 9, 10. При нахождении П 11 в положении "б" на вход у-ля 7 подается напряжение, пропорциональное только составляющей напряженности Е . С выхода у-ля 7 напряжение подается на P 8, отградуированный в единицах потенциала измеряемого поля. Цель достигается введением Э 9, 10 и

П 11,12. 2. ил.

3 12460

Изобретение относится к технике электроизмерений и может использоваться для измерения напряженностей и потенциалов электростатического поля.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциойальных возможностей путем обеспечения измерения потенциала электростатического поля.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема измерителя напряженности электростатического поля; на фиг. 2 — конструкция датчика.

Измеритель напряженности электростатического поля содержит датчик 1, состоящий из корпуса 2, в торцовой стенке которого выполнено отверстие

3, а в боковой — отверстия 4, первый экранирующий электрод 5 и первьп

2О измерительный электрод 6, образующие первый преобразователь, усилитель 7, регистратор 8, второй экранирующий электрод 9 и второй измерительный электрод 10, образующие второй пре"

25 образователь, первый и второй переключатели 11 и 12.

Второй экранирующий и второй измерительный электроды 9 и 10 расположены посредине боковой поверхности корпуса 2. Экранирующие электроды 5 и 9 находятся в противофазе относительно измерительных электродов 6, 10 и расположены на одном валу приводного двигателя 13.

Работа измерителя основана на том, 35 что при нахождении в электрическом однородном поле Е, изолированного незаряженного проводника (датчика 1) поле у его поверхности является диафрагированным (возмущенным) заря- 40 дами индуцированными на этом проводнике. Напряженность этого диафрагированного поля Е, равна

Е=КЕ„ (1)

45 где К„ — коэффициент, зависящий от формы и размеров проводника.

Диафрагированное поле, создаваемое индуцированньпки зарядами заземленного проводника, имеет суммарную напряженность Е, состоящую из двух составляющих. Одна составляющая Е2 пропорциональная напряженности измеряемого поля Е и создается индуци 1 рованньпчи зарядами, возникающими на изолированном проводнике. Другая

55 составляющая ЕЗ создается зарядом натекшим на проводник при его заземления ° Этот заряд пропорцио26 з напен потенциалу (,, который проводник принял бы в измеряемом поле, ес; ли бы был изолирован и незаряжен:

Г. = К Ц = К, (2) где К 2 и К вЂ” коэффициенты, зависящие от формы и размеров проводника.

В общем случае напряженность дифрагированного поля, обусловленная индупированными зарядами заземленного проводника, равна:

Е = Е2+ Е (3) гдеЕ=КЕиЕ=К

211.,З

Измеритель напряженности электростатического поля с вращающимся эк-. ранирующим электродом представляет собой проводящее тело и по принципу своей работы при правильном использовании в обычных условиях работы должен быть всегда заземлен..Поэтому напряженность измерительного электрода дается формулой (3) и показания прибора пропорциональны напряженности

Е„ и потенциалу 1 измеряемого поля.

В общем случае напряженность поля

Е обратно пропорциональна расстоянию от источника поля в степени и, à IIo тенциал М„ — в степени m, причем

num. Поэтому при изменении координат измерителя в измеряемом. поле Е4 изме. нение составляющей Е не будет про.— порционально изменению составляющей Г2, которая пропорциональна Е„ а, следовательно, показания измерителя зависят не только от величины

Е, но и от координат измерителя.

Для исключения влияния координат на показания измерителя необходимо исключить из уравнения(3) составляющую Е . Это достигается раздельным измерением суммарной напряженности Е одним преобразователем и отдельно составляющей Е другим преобразователем, расположенным. на линии электрической нейтрали датчика 1 с последующим вычитанием второй величины из первой. При этом получаем составляющую„ пропорциональную только измеряемому полю Г . -3 1 1

На линии электрической нейтрали изолированного проводника любой формы, находящегося во внешнем поле Е

1 Э составляющая Е равна нулю. При

2 заземлении проводника составляющая

Е дифрагированного поля по-прежнему

2 равна нулю, а Š— величине, пропорФормула изобретения

20.Ф

Фиг. 2

Составитель P.Êóçíåöîâà

Техред О.Сопко Корректор Е. Сирохман

Редактор Н. Егорова

Заказ 3995/38

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 12460 циональной потенциалу поля, поэтому, измеряя на линии электрической нейтрали датчика суммарную напряженность Е, можно измерять составляющу ЕЕ35

Измеритель параметров электростатического поля работает следующим образом.

Экранирующий и измерительный электроды 5 и 6 первого преобразователя предназначены для измерения суммарной напряженности Е, а экранирующий и измерительный электроды 9 и 10 второго преобразователя .предназначены для измерения составляющей Е . Экранирующие электроды 5 и 9 находятся в б противофазе относительно измерительных электродов 6 и 10 и синхронно приводятся во вращение приводным двигателем 13.Напряжения, развиваемые первым и вторым преобразователями на сопротивI ленин 14, находятся в протйвофазе и поэтому вычитаются друг из друга, а их разность, пропорциональная .составляющей напряженности Ez, подается на вход усилителя 7, с выхода которого сигнал подается на регистратор 8, отградуированный в единицах напряженности измеряемого поля Е .

При нахождении переключателя 11 в .положении о на-вход усилителя 7 подается напряжение, пропорциональное только составляюще 1 напряженности

26 4

Е . При этом со второго выхода уси-. лителя 7 напряжение подается на регистратор 8, отградуированный в единицах потенциала измеряемого поля. Такой же измеритель может быть создан с применением преобразоватепей с другими принципами преобразования.

Измеритель напряженности электростатического поля, содержащий датчик, состоящий из корпуса, внутри которого вблизи отверстия в торцовой стенке установлены первый экранирующий и первый измерительный электроды, а также усилитель, соединенный с регистратором, отличающийся тем, что, с.целью повышения .точности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения потенциала электростатического поля, в него введены второй экранирующий и второй измерительный электроды, установленные в средней части корпуса у его боковой поверхности, в которой выполнены отверстия, второй измерительный электрод через введенный . первый переключатель соединен с входом усилителя, а первый измерительный электрод с входом усилителя через введенный второй переключатель, при этом первый и второй экранирующие электроды включены противофазно.