Способ измерения электростатического поля

 

Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к способам измерения электрических цепей , и может быть использовано для измерения величины напряженности и определения знака направления атмрсферного электростатического поля, осуществляемых с помощью флюксметров, устанавливаемых как на земле, так и на разного рода летательных аппаратах , судах. Целью изобретения является повышение чувствительности и рази , У± ij аи U,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D4G 01 R 29 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3786094/24-21 (22) 28.08.84 (46) 15.09.86. Бюл. Р 34 (71) Главная геофизическая обсерватория им, А.И.Воейкова (72) К.С.Жупахин (53) 621.317,328(088.8) (56) Чалмерс Д.A. Атмосферное элект ричество. Л.: Гидрометеоиздат, 1974, с. 36.

Lane-Smith D.R. А new design of

a sign discriminating field-mi11.

3ourn. of Atmos. and Terrestrial

Physics, 1967, vol. 29, р. 687-699. (54) СПОСОБ И311ЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к способам измерения электрических цепей, и может быть использовано для измерения величины напряженности и определения знака направления атмосферного электростатического поля, осуществляемых с помощью флюксметров, устанавливаемь(х как на земле, так и на разного рода летательных аппаратах, судах. Целью изобретения является повышение чувствительности и раз1257567

35 решающей способности. Способ, с помощью которого достигается поставленная цель, заключается в следующем, К измерительной пластине подключают нагрузку в виде параллельной RC -цепи и после помещения ее в электрическое поле периодически кратковременно экспонируют ее в поле, а затем экранируют. Измеряют разность амплитуд первой и второй полуволн колебательного напряжения на нагрузке и по величине и полярности этого результирующего напряжения определяют соответственно

Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к способам измерения электрических полей, и может быть использовано для измерения величины напряженности и определения знака направления атмосферного электростатического поля, осуществляемых с помощью флюксметров, устанавливаемых как на земле, так и на разного рода летательных аппаратах, судах, и т.п.

Целью изобретения является повышение чувствительности и разрешающей способности путем выбора оптимальных коэффициентов временной и скоростной асимметрии модуляции поля, а также коэффициента инеэционности нагрузки.

Большая временная асимметрия в модуляции поля может быть использована для достижения асимметрии амплитуд первой и второй полуволн колебательного напряжения на нагрузке, что в силу выбранного алгоритма (разность амплитуд) приводит к увеличе-. нию выходного продукта, т.е. к повы-.шению чувствительности, а также к упрощению средств для осуществления операции получения разности амплитуд укаэанных полуволн колебательного напряжения на,нагрузке.

На фиг. 1 представлены эпюры изменений во времени эффективной поверхности измерительной пластины 5 Я), тока в нагрузке i(t), напряжения на нагрузке tJ (<) и выходного продукта

b0; на. фиг. 2 — условная функциональ5

Величину напряженности и знак направ ления электростатического поля. Цель изобретения достигается за счет выбора оптимальных коэффициентов временной и скоростной асимметрии модуляции поля, а также коэффициента инерционности нагрузки. Устройство, реализующее данный способ, содержит вращающуюся и заземленную экранирующую пластину 1, неподвижную изолированную измерительную пластину 2, нагрузку 3, пиковые детекторы 5 и 6, блок 7 алгебраического сложения.2 ил. ная схема роторного флюксметра для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит вращающуюся и заземленную экранируюшую пластину

1, выполненную в виде металлическо— го круга с секторно-ножевидными от— верстиями, и неподвижную изолированную измерительную пластину 2, выполненную также металлической в виде узких секторов и соединенную с на— грузкой 3.

Измерительная пластина соединена с входом усилителя 4 переменного напряжения, выход которого через встречно-параллельно включенные пиковые детекторы 5 и 6 соецинен с блоком 7 алгебраического =ложения, Пиковые детекторы предназначены для фиксации амплитуд соответственно первой (Ll ) и второй (U ) полуволн колебательного напряжения на нагрузке, а блок 7 — для получения выходного сигнала ЬО = Ь, — 0 - °

Способ реализается следующим образом.

1< измерительной пластине 2 секторного типа общей площадью 5 подключают нагрузку 3, например, в виде С -цепи, помещают пластину в электростатическое поле и (фиг. 1) с помо -: шью экра ирующей пластины периодически кратковременно (в течение h4 ) экспонируют ее в поле, а затем экранируют (в течение h(g ), При этом постоянную времени нагрузки (с„ = 1„ С ) выбирают удовлетворяющей соотношению ь „ т /4, отношение Й / и берут

1257567. равным или больше 3, а отношение скоростей экспонирования и экранирования измерительной пластины берут также равным или больше 3. Последнее требование может быть достигнуто, например, отклонением формы экранирующей пластины от традиционной секторной формы.и приближением этой формы, например, к секторно-ножевой форме (фиг. 2).

10 формулаизобретения

uftI

Составитель Е.Плужникова

Техред Л.Олейник

Корректор Е.Рошко

Подписное

Редактор II.Келемеш

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4914/44

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

При этом х рактер изменения эффективной площади измерительной пластины 5 Я), тока в нагрузке i(t), напряжения на ней Ll(4) а также вы- 5 ходного продукта a(J соответствует эпюрам фиг. 1.

Способ измерения электростатического поля, заключающийся в том, что к измерительной пластине подключают нагрузку в виде параллельной RC -цепи, помещают измерительную пластину в 25 электростатическое поле, периодичес— ки кратковременно экспонируют ее в электростатическом поле; затем экранируют, измеряют разность амплитуд первой и второй полуволн колебательного напряжения на нагрузке и по ве личине и полярности этого результирующего напряжения определяют соответственно величину напряженности и знак направления электростати :-. ческого поля, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, отношение времеч экспонирования и экранирования находится в пределах от 0,05 до 0,33, а отношение скоростей экспонирования и экранирования — от 3 до 20, причем измерение разности амплитуд первой и второй полуволн колебательного напряжения на нагрузке производят при условии, что отношение постоянной време ни нагрузки к времени одного цикла процесса периодической модуляции поля находится в пределах от 0 до 0,25,