Датчик электрического поля атмосферы

 

Изобретение относится к технике измерения электростатических и квазистатических полей атмосферы. Цель изобретения - повышение чувствительно.сти и точности устройства. Устройство содержит генератор 2 опорного напряжения, вращающийся экранирующий электрод 4, неподвижный измерительный электрод (ИЭ) 3 и градуировочный электрод 5, соединенные с осью электродвигателя 1. ИЭ 3 вы (Л ю 00 оо 05 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

61 А1 (19) (11) (51) 4 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

УЧЧ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3821622/24-21 (22) 10. 12.84 (46) 07.02.87. Бюл. И 5 (71) Главная геофизическая обсерва тория им. А.И.Воейкова (72) К.С.Жупахин (53) 621.317.328(088.8) (56) Имянитов И.M. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. M., Гостехиздат, 1957, с. 245, рис. 146, а.

Авторское свидетельство СССР

11 1251682, кл. G 01 R 29/12, 1985. (54) ДАТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ (57) Изобретение относится к технике измерения электростатических и квазистатических полей атмосферы.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности устройства.

Устройство содержит генератор 2 опорного напряжения, вращающийся экранирующий электрод 4, неподвижный измерительный электрод (ИЭ) 3 и градуировочный электрод 5, соединенные с . осью электродвигателя 1. ИЭ 3 вы1288631 полнея с секторными выступами, форма ИЭ 3 обеспечивает получение на выхокоторых тождественна форме секторных де датчика неискаженного полезного лопастей и отверстий градуировочного сигнала, создаваемого электрическим и экранирующего электродов 4 и 5. полем атмосферы. При этом практичесВ описании приведено соотношение для ки полностью подавляются синфазные вычисления высоты секторных высту- помехи, создаваемые посторонними попов ИЭ 3. Предложенное выполнение .тенциалами (зарядами ) ИЭ 3. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к г технике измерения электростатических и квазистатических полей атмосферы, и может быть использовано при проведении как самолетных, так и наземных метеорологических и других исследований в составе измерителей электрического поля атмосферы.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности устройства за счет подавления синфазной помехи на выходе датчика путем сниже уровня вариационной составляющей паразитной емкости измерительного электрода.

На чертеже схематически изображен предлагаемый датчик.

Датчик электрического поля атмосферы содержит приводной электродвигатель 1, связанный с осью электродвигателя генератор 2 опорного напряжения (в данном примере — электромагнитного типа с двумя парами магнитных полюсов), неподвижный измери25 тельный сплошной электрод 3 (здесь круглая металлическая пластина с двумя выступами секторной формы и высотой h, расположенными под секторными лопастями градуировочного электрода), укрепленный на оси электродвигателя вращающийся экранирующий электрод 4 (круглая металлическая пластина с двумя .секторными лопастями и отверстиями), неподвижный градуировочный электрод 5 (круглая металлическая пластина с двумя секторными отверстиями и лопастями). Измерительный электрод 3 соединен с выходом датчика электрического поля, т.е. с входом УНЧ-измерителя поля.

Все указанные составные части датчигде дС

E,S S 1 1 1

-----(-- — — + ---- — - — - ) х,-h и й -h — вариационная составляющая емкости измерительной пластины 3 относительно корпуса датчика (земли); — соответственно диэлектрическая постоянная воздуха и эффективная площадь измерительной пластины 3, — емкость на входе УНЧ измерителя поля, 2 ка помещены в экранирующий корпус 6 датчика.

Датчик электрического поля атмосферы работает следующим образом.

При наличии поля Е и вращении экранирующего электрода 4, в результате модуляции поля, на измерительном электроде 3 и на выходе предлагаемого датчика поля образуется переменное напряжение Б, амплитуда которого пропорциональна напряженности поля Е, а фаза зависит от знака поля.

Переменное напряжение U является полезным сигналом на выходе датчика электрического поля. При этом отношение сигнал/помеха на выходе предлагаемого датчика существенно выше, чем у известных устройств. При отсутствии поля Е и вращении экранирующего электрода 4 в случае, когда измерительный электрод 3 находится под посторонним (паразитного происхождения) потенциалом U величина переменного напряжения Н„синфазной помехи на выходе датчика электрического поля может быть оценена с помощью соотношения аС

U м, U и- С и цх