Преобразователь напряженности электрического поля

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) SU (ш (50 4 G 01 R 29 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ll3 ., Я,hired i s.<

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2! ) 3829523/24-21 (22) 20 ..1 2. 84 (46) 23.10.86. Бюл. 1 39 (71) Сибирский государственный науч-, но-исследоватеЛьский институт метрологии (72) Ю. М. Ильичев и В. Г. Селятицкий (53) 621.317.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1045172, кл. G 01 В 29/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1177771, кл. G 01 R 29/14, 25.09.84, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬЪАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть исполь,зовано при проведении гидрофизичес ких и геофизических измерений напряженности электрического поля в море. ,Цель изобретения — повышение чувстви тельности устройства достигается устранением ЭДС индукции, возникающей вод воздействием магнитного поля

Земли в завихрениях проводящей среды ,в местах расположения механической вертушки, измерительных электродов ! и кабелей, соединяющих их с аппаратурой. Преобразователь буксируется судном вдоль оси Х в проводящей среде, в которой существуют. три сос тавляющих Е„, Е 1, Е> стационарного электрического поля. При буксировке вертушка 9, передавая движение через шестерни 11-13 и 12-!4, осуществляет синфазное вращение дисков 3 и 4, т.е. перемещение отверстий 5 и 6 в пространстве по поверхности пластин 1 и 2. При этом значения потенциалов на измерительных электродах 7 и 8, изменяющиеся по синусоидальному закону, подаются через уси- а лители на сигнальные входы управляемых синхронных детекторов. Вертушка 9 закреплена на оси 10 шестерен 1 L

Значение потенциалов в точке распо- C ложения дополнительного электрода 15 постоянно. Разность потенциалов на выходе электродов 7, 15 и 8, 15 содержит переменную составляющую, амплитуда которой пропорциональна величине составляющих напряженности электрического поля по диаметру дисков, а фаза — их направлению. 2 ил.

65652

10

30

Преобразователь электрического поля буксируется движущимся судном вдоль оси Х в проводящей среде моря, в которой существуют три составляющих Е„, Е >, Е стационарного электрического поля.

Во внутренних полостях диэлектрических дисков 3 и 4, укрепленных на

Ю, l 2

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано при проведении гидрофизических и геофизических исследований напряженности электрического поля в море, производимых с движущихся объектов.

Целью изобретения является повышение чувствительности за счет устранения ЭДС индукции, возникающей в завихрениях проводящей среды под воздействием магнитного поля Земли в местах расположения механической вертушки, измерительных электродов и кабелей, соединяющих их с аппара- турой.

На фиг. 1 и 2 схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит две диэлектри-. ческие пластины 1 и 2, выполненные в форме диска или квадрата, два полых диэлектрических диска 3 и 4, расположенных на наружных сторонах пластин 1 и 2 и имеющих радиальные отверстия 5 и 6, измерительные электроды 7 и 8, помещенные во внутренние полости дисков 3 и 4, механическую вертушку 9, закрепленную на оси 10 шестерен 11 и 12 и передающую вращательное движение на шестерни 13 и 14, жестко скрепленные с дисками 3 и 4, дополнительный электрод 15, установленный неподвижно вне диэлектрических дисков, и систему 16 определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат.

Измерительные электроды 7 и 8 подключены к сигнальным входам предварительных усилителей 17 и 18, а дополнительный электрод 15 — к их общим входам. Выходы предварительных усилителей 17 и 18 через избирательные усилители 19 и ?О подключены к синхронным детекторам 21 — 23, управляющие входы которых соединены с выходами системы 16 определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат.

Устройство работает следующим образом. наружных. сторонах пластин 1 и 2, воспроизводятся электрические потенциалы, составляющие их значениям в точках расположения радиальных отверстий 5 и 6. Таким образом, диэлектрические диски 3 и 4 выполняют роль электролитическнх проводников потенциалов от поверхности пластин к расположенным в них измерительным электродам 7 и 8.

При буксировке преобразователя вертушка 9, передавая движение через шестерни 11-13 и 12-14, осуществляет синфазное вращение дисков 3 и 4, т.е. перемещение отверстий 5 и 6 в пространстве по поверхности пластин 1 и 2,,вследствие чего значения потенциалов, поступающих на измерительные электроды 7 и 8, изменяются по синусоидальному закону. Значение гготенциала в точке расположения дополнительного электрода 15, условно названного нулевым, постоянно. Поэтому

25 разность потенциалов на выходе пар электродов 7, 15 и 8, 15 прмимо постоянной составляющей, величина которой определяется разностью собственных ЭДС электродов и базой измерения (направлением и размером отрезка прямой между электродами).,содержит переменную составляющую с частотой Sl амплитуда которой пропорциональна величине составляющих напряженности электрического поля и диаметру дисков, а фаза — их направлению.

Разности потенциалов с выходов .пар электродов поступают на входы предварительных усилителей 17 и 18

40 и через избирательные усилители 19 и 20, служащие для исключения постоянных составляющих, попадает на сигнальные входы синхронных детекторов 21, 22 и 23, управление которы45 ми осуществляется двумя опорными напряжениями от системы 16 определе ния положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат, Система 16. синхронизации может использоваться электромагнитная. Опорные напряжения формируются в моменты прохождения отверстий через оси координат Х и.Z и сдвинуты о друг относительно друга на 90 . Выходные напряжения синхронных детекторов при этом пропорциональны составляющим напряженности электрического полн. сРиг.1

Составитель Е. Плужникова

Редактор Н. Гунько Техред И.Попович

Корректор Г. Решетник

Заказ 5658/41 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 1265

Отсутствие выступающих частей на наружных поверхностях диэлектрических пластин 1 и 2 избавляет от возникновения завихрений проводящей среды, создающих в месте расположения чувствительных элементов (дисков), ЭДС индукции под воздействием магнитного поля Земли.

Формула изобретения 10

Преобразователь напряженности электрического поля, содержащий первую диэлектрическую пластину, изме рительные электроды, соединенные с 5 входами измерительного блока, два полых диэлектрических диска с радиальными отверстиями и механическую вертушку, причем измерительные электроды размещены во внутренних полос- 20 тях соответствующих дисков, которые закреплены на оси, а ось размещена на расстоянии радиуса диска от центра пластины, а также дополнительный электрод, установленный неподвижно 25 вне диэлектрических дисков, систему определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат, измерительный блок выполнен в виде двух предварительных усилителей, двух избирательных усилителей и трех синхронных детекторов, причем выход первого предварительно652 4 го усилителя через первый избирательный усилитель соединен с входами первого и второго синхронных детекторов, выход второго предварительного усилителя через второй избирательный усилитель соединен с входом третьего синхронного детектора, управляющие входы синхронных детекторов соединены с выходами системы определения положения отверстий дисков относительно осей координат, причем сигнальные входы предварительных усилителей подключены к выходам измерительных электродов, размещенных в полых диэлектрических дисках, их общие входы — к выходу дополнительного электрода, а выходы синхронных детекторов подключены к выходу преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены дне зубчатые шестерни и вторая диэлектрическая пластина, установленная параллельно первой, причем полые диэлектрические диски установлены заподлицо с наружными сторонами диэлектрических пластин, механическая вертушка установлена между пластинами на оси, отнесенной от оси дисков на межцентровое рассто" яние зубчатой пары, а измерительные электроды введены во внутренние полости дисков с внутренней стороны диэлектрических пластин.