Способ измерения напряженности электрического поля

 

Изобретение относится к технике электрических измерений, в частности к способам измерения напряженности электрических полей. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряемой величины в сторону больших значений за счет исключения возможности пробоя промежутка между зондом и компенсирующей пластиной. Предложенный способ заключается в следующем. В исследуемое поле помещают зонд, а напряжение на компенсирующей пластине, расположенной между зондом и землей изменяют периодически по линейному закону. Между зондом и компенсирующей пластиной подключают емкость, которую меняют до момента равенства нулю тока зонда. Величину напряженности поля определяют по формуле , исходя из значений емкости, производной напряжения на компенсирующей . пластине и времени преобразования . Устройство, реализующее данный способ содержит зонд 1, преобра (Л зователь 2 ток-напряжение, блок 3 управления, конденсаторы 4.1-4.П, компенсирующую пластину 5, ключи 6.1-6.П, генератор 7 треугольного напряжения, сумматор 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885485/24-21 (22) 19.04.85 (46) 30.11.86. Бюл. N 44 (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения с опытным производством АН ГССР (72) Н.И.Цагарели (53) 621,3 17.328(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 691785, кл. G 01 R 29/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1064232, кл. G 01 R 29/12, 1982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к технике электрических измерений, в частности к способам измерения напряженности электрических полей, Цель изобретения — расширение динамического диапазона измеряемой величины в сторону больших значений эа счет исключения..SU„„1273845 А1 возможности пробоя промежутка между зондом и компенсирующей пластиной.

Предложенный способ заключается в следующем. В исследуемое поле помещают зонд, а напряжение на компенсирующей пластине, расположенной между зондом и землей изменяют периодически по линейному закону. Между зондом и компенсирующей пластиной подключают емкость, которую меняют до момента равенства нулю тока зонда. Величину напряженности поля определяют по формуле, исходя из значений емкости, производной напряжения на компенсирующей пластине и времени преобразования. Устройство, реализующее данный способ содержит зонд 1, преобразователь 2 ток-напряжение, блок 3 управления, конденсаторы 4.1-4.п, компенсирующую пластину 5, ключи

6.1-6.п, генератор 7 треугольного напряжения, сумматор 8. 2 ил.

1273845

Е=АС /К ° S. зк дй = (n+ 1) —.

F т

Т-К,SE

45

55

Изобретение относится к технике электрических измерений, в частности к-способам измерения напряженности электрических полей.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измеряемой величины в сторону больших значений эа счет исключения возможности пробоя промежутка между зондом и компенсирующей пластиной.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 — форма периодического напряжения на компенсирующей пластине.

Устройство содержит зонд 1, помещенный в исследуемом поле и соединенный с входом преобразователя 2 токнапряжение, выход которого соединен с входом блока 3 управления, конденсаторы 4,1-4.п, первыми обкладками соединенные с компенсирующей пластиной 5, а вторыми обкладками через ключи 6.1-6.n — с зондом, управляющие входы ключей соединены с первыми и выходами блока управления. Генера25 тор 7 треугольного напряжения соединен с компенсирующей пластиной.

Входы сумматора 8 соединены с выходами блока 3 управления °

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемое поле Е индуцирует в зонде 1 ток где S — эффективная площадь зонда;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

Ток преобразуется преобразователем 2 ток-напряжение в напряжение

U К I К К SE подаваемое на вход

2 .1 2 блока 3 управления и определяющее состояние его и выходов, а следовательно, и количество конденсаторов

4, подключенных к зонду 1 и компенсирующей пластине 5 посредством ключей 6. Генератор 7 треугольного нап.ряжения генерирует центрированное положение U„ (фиг. 2) симметричной треугольной формы постоянной частоты и амплитуды.

Таким образом, компенсирующий ток

?„равен

Iê 1 С A Сзк где А — производная напряжения на компенсирующей пластине (знакопеременная величина), С " емкость между зондами и комзк пенсирующей пластиной.

Если задать соотношение между величинами емкостей конденсаторов 4.14.п в виде С„. = С„. 2, то выходной двоичный код блока 3 управления прямо определяет величину С, причем эк

С „изменяется до тех пор, пока не наступит момент равенства нулю выходного напряжения преобразователя

2 ток-напряжение или равенства компенсирующего тока I индуцированнок му току I. Следовательно, в этот мо-. мент

Таким образом, выходной код бло" ка управления несет информацию о величине Е и поступает на первые и входов сумматора 8, в которых производится последовательное суммирова" ние поступающих на его входы кодов (чисел) . Блок управления можно выполнить на основе регистра последова тельного приближения. Это выгодно тем, что время преобразования занимает всегда "n + 1" периодов тактовой частоты Р, необходимой для работы регистра:

На первых "п" входах сумматора 8 с периодом дс устанавливается новый код, несущий информацию об абсолютной величине Е в конце промежутка времени преобразования. Знак Е определяется в блоке управления и учиты" вается в сумматоре посредством связи второго выхода блока управления с вторым входом сумматора. Следовательно, в процессе последовательного аглебраического суммирования на выходе сумматора в момент времени t

= 2Кж присутствует код, пропорциональный величине Е в момент времени т. е.

К дй

Е =E + Е 2-gt = 2 к к- К S

« А.С зк1

Величина Е оказывается пропор° к циональной алгебраической сумме компенсирующих токов или алгебраической сумме произведения производной нап73845 4 землей, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, напряжение на компенсирующей пластине изменяют перио5 дически по линейному закону, подклю-, чают емкость между зондом и компенсирующей пластиной и изменяют ее до момента равенства нулю тока зонда, а величину напряженности Е поля определяют по формуле

Т 2 дс = 2(п + 1)/F

2 А С

К $

15 где К, S

Формула изобретения 20

С зк

Способ измерения напряженности электрического поля путем помещения в исследуемое поле, зонда и изменения напряжения на компенсирующей пласти- >> не, расположенной между зондом и

1 Оу ° ° °

n, n

1 — количество введенных конденсаторов; — время преобразования.

Составитель Е.Плужникова

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб

Редактор Т.Митейко

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и актрытий

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

Заказ 6472/43

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

3 12 ряжения на компенсирующей пластине на величину емкости между компенсирующей пластиной и зондом.

Для правильной работы устройства величина периода треугольного напряжения должна удовлетворять следующему равенству: г

Амплитуда треугольного напряжения может быть выбрана в безопасном пределе для данного промежутка. между зондом 1 и компенсирующей пластиной

5. Необходимая величина максимального компенсирующего тока может быть достигнута путем увеличения емкостей конденсаторов 4.1-4.п. коэффициент пропорциональности, эффективная площадь зонда, производная напряжения на компенсирующей пластине; емкость между зондом и компенсирующей пластиной,