Измеритель напряженности электростатического поля

 

Изобретение относится к измерительной текнкке и может быть использовано для измерения напряженности электростатического поля и при исследовании злектрических полей. Цель изобретения - повьшение точности измерения . В устройство, содержащее ге нератор 1, чувствительный элемент 2, состояпщй из варикапов 3-6, регястря рующее устройство 9, введены синхрон ный детектор 7, усялктепъ 8 постоянного напряжения. Введенные фильтры 10 - 15 служат для развязки низкочар тотяых и высокочастотных цепей. Фильтр 10 низкюс частот (НЧ) препятствует проникновению в генератор 1 и синхронный цетектор 7 сигнала с усялнтеля 8. Фильтры 13 - 15 высоких частот препятствуют проникновению в регистрирующее устройство 9 и усилитель 8 сигнала с генератора I. Фильт - S ры 11 и 12 НЧ препятствуют проникносл вению сигнала с усилителя 8 на синхронный детектор. Цель достигается за счет устранения погрешности, связанной с нестабильностью частоты генера тора. 1 ил. 0 О) со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1дц 4 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

{21) 3810043/24-21 (22) 10.11.84 (46) 07.)0.86. Бюл. У 37 (71) Киевский ордена Трудового Красного Зиамени институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) Л.Я.Ильницкий, В.П.П1ишкин, А.Г.Ревук, А.И.Пономарев, И.И.Фуэик и В.А.Ревук (53) 621.317.328(088.8) (Зб) Авторское свидетельство СССР

Ф 808991, кл. G 01 R 29/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1020785, кл. С Ol R 29/12, 1981. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электростатического поля и при исследовании электрических полей. Цель

„„SU„„1262423 А 1 изобретения — повышение точности измерения. В устройство, содержащее генератор 1, чувствительный элемент 2, состоящий из варикапов 3-6, регистрирующее устройство 9, введены синхронный детектор 7, усилитель 8 постоянного напряжения. Введенные фильтры

10 — 15 служат для развязки низкочастотных н высокочастотных цепей.

Фильтр 10 низких частот (НЧ) препятствует проникновению в генератор 1 и синхронный детектор 7 сигнала с усилителя 8. Фильтры 13 — 15 высоких частот препятствуют проникновению в регистрирующее устройство 9 и усилитель 8 сигнала с генератора f. Фильт- 3К ры ll и 12 НЧ препятствуют проникновению сигнала с усилителя 8 на сикх- M Ф ронный детектор. Цель достигается за счет устранения погрешности, связан- . ной с нестабильностью частоты генера- = тора. l ил.

1262423

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электростатического поля и при исследовании электрических полей. 5

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет устранения погрешности, связанной с нестабильностью частоты генераторов.

На чертеже приведена структурная !0 схема измерителя.

Измеритель напряженности электростатического поля содержит генератор

1., чувствительный элемент 2, состоящий из варикапов (р — n-переходов) !5 3-6, синхронный детектор 7, усилитель

8 постоянного напряжения, регистрирующее устройство 9„ фильтры 10-12 низких частот и фильтры 13-15 высоких частот. При этом оси варикапов парал- 20 лельны, варикапы соединены кольцевым мостом и расположены в противополож ных плечах в одном направлении, а в

l соседних плечах — встречно, первая вершина кольцевого моста через фильтр

10 низких частот соединена с выходом генератора l и через фильтр 13 высоких частот — с первым входом регистрирующего устройства 9, с первым выходом усилителя 8 постоянного напря- 30 жения и с общей шиной. Вторая, противоположная первой, вершина кольцевого.ìoñòà соединена с общей шиной.

Третья и четвертая вершины кольцевого моста через фильтры 14 и 15 высоких частот соответственно соединены с вторым входом регистрирующего устройства 9 и с вторым выходом усилителя 8 постоянного напряжения, а через фильтры 11 и 12 низких частот со- о ответственно соединены с первым и вторым входами синхронного детектора

7, третий вход которого подключен к выходу генератора 1, а выход — к входу усилителя 8 постоянного напря- 4 жения, Измеритель работает следующим образом.

Измеряемое электростатическое поле (E) воздействует на р-и-переходы варикапов 3-6 и создает при указанном на чертеже направлении распределение зарядов. Заряды создают разность потенциалов, изменяющую емкость р-и-переходов варикапов, варикапы 3 и 5 уменьшают свою емкость, в то время как варикапы 4 и 6 увеличивают ее. Происходит разбаланс моста, и сигнал с генератора 1 через разбалансированный мост и фильтры !1 и 12 низких частот подается на синхронный детектор. Одновременно на синхронный детектор 7 подается опорный сигнал с генератора 1. С синхронного детектора снимается сигнал, пропорциональный разбалансу моста, который зависит от величины напряженности измеряемого поля, и со знаком, зави— сящим от его направления. Этот сигнал усиливается усилителем постоянного напряжения и с противоположным знаком подается на входную диагональ моста (на варикапы), компенсируя тем самым потенциал, созданный измеряемым полем. При полной компенсации на выходе усилителя 8 устанавливается напряжение, величина и знак которого соответствуют величине и направлению измеряемого поля. Это напряжение и его знак измеряются регистрирующим устройством 9, в качестве которого можно использовать вольтметр.

При отсутствии измеряемого поля мост уравновешен и сигнал с генератора 1 не проходит на синхронный детектор 7. В результате регистрирующее устройство 9 показывает, что поле отсутствует.

При изменении направления измеряемого поля распределение зарядов на р — n-ïåðåõîäàõ варикапов будет об- ратным, при этом меняется фаза на выходе моста (обратный разбаланс .моста). С выхода синхронного детектора

7 снимается напряжение другого знака через усилитель 8 подается для компенсации результатов воздействия внешнего поля. Регистрирующее устройство 9 отмечает знак и величину внешнего поля.

Фильтры 10-15 служат для развязки низкочастотных и высокочастотных цепей. Так фильтр 10 высоких частот препятствует проникновению в генератор 1 и синхронный детектор 7 сигнала с усилителя 8. Фильтры 13-15 препятствуют проникновению в регистрирующее устройство 9 и усилитель 8 сигнала с генератора 1. Фильтры 11 и 12 препятствуют проникновению сигнала с усилителя 8 на синхронный детектор.

Формула изобретения

Измеритель напряженности электростатического поля, содержащий генера1262

Составитель Е. Плужникова

Техред А. Кравчук Корректор Л Лилипенко

Редактор А.Козориэ

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5423/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тор, чувствительный элемент, выполненный в виде четырех варикапов, оси которых параллельны„ и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ- ности измерений, в него введены синхронный детектор, усилитель постоянного напряжения, три фильтра низких частот, три фильтра высоких частот, при этом варикапы расположены в про- 10 тивоположных плечах кольцевого моста в одном направлении, а в соседних плечах — встречно, первая вершина кольцевого моста через первый фильтр низких частот соединена с выходом 5 генератора и через первый фильтр высоких частот - с первым входом ре423 4 гистрирующего устройства, с первым выходом усилителя постоянного напряжения и с общей шиной, вторая, противоположная первой, вершина кольцевого моста соединена с общей шиной, третья и четвертая вершины через второй и третий фильтры высоких частот соответственно соединены с вторым входом регистрирующего устройства и с вторым выходом усилителя постоянного напряжения и через второй и третий фильтры низких частот соответственно соединены с первым и вторым входами синхронного детектора, третий вход которого подключен к выходу генератора, а выход — к входу усилителя постоянного напряжения.