Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение пространственной расширяющей способности. Устройство содержит первичный преобразователь (П) в виде металлических пластин 1 и 2, соединенный отрезком (О) 3 коаксиального кабеля с преобразующим блоком 4, на входе которого установлен блок 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот . Длина (О) 3 определяется расстоянием , на котором погрешность измерения из-за искажения структуры электрического поля злектромагнитньм экраном 6 не превьштает заданной величины . С уменьшением геометрических размеров металлических пластин 1 и 2 повышается пространственная разрешающая способность устройства, что позволяет проводить измерения в небольших объемах исследуемого электрического поля. Размещение П вне электромагнитного экрана 6 и расположение (0) 3 в плоскости металли-. ческих пластин 1 и 2 (П) снижают влияние на (О) 3 контролируемого электрического поля и искажения им структуры этого поля. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. J. У -7L

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg л G 01 R 29/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f (21) 3680395/24-21 (22) 27.12.83 (46) 15.03.87. Бюл. Ф 10 (71) Московский инженерно-физический институт (72) С.В.Аленин, В.В.Панин, В.В.Першин и А.М.Процак .(53) 621.317.7(088.8) (56) Беренд Г.Х.В. Датчик электрического поля — Приборы для научных исследований, 1971 Ф 6, с.141-142.

Авторское свидетельство СССР

В 819751, кл. G 01 R 29/02, 14.08 ° 78, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение пространственной расширяющей способности. Устройство содержит первичный преобразователь (П) в виде металлических пластин 1 и 2, соединенный отрезком (О) 3 коаксиального

„„SU„„1296965 А 1 кабеля с преобразующим блоком 4, на входе которого установлен блок 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот. Длина (О) 3 определяется расстоянием, на котором погрешность измерения из-за искажения структуры электрического поля электромагнитным экраном 6 не превышает заданной величины. С уменьшением геометрических размеров металлических пластин 1и 2 повышается пространственная разрешающая способность устройства, что позволяет проводить измерения в небольших объемах исследуемого электрического поля. Размещение П вне электромагнитного экрана 6 и расположение (О) 3 в плоскости металли-. ческих пластин 1 и 2 (П) снижают влияние на (О) 3 контролируемого электрического поля и искажения им структуры этого поля. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1 129696

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности импульсного электрического поля.

Цель изобретения — повышение пространственной разрешающей способности за счет размещения первичного преобразователя вне электромагнитного экрана с преобразующим блоком и расположения кабеля, соединяющего пер- 10 вичный преобразователь с преобразующим блоком, в плоскости пластин первичного преобразователя.

5 2 где Е, — проекция вектора напряженности электрического поля, неискаженного экраном, на нормаль к плоскости пластин 1 и 2 первичного преобразователя; а — радиус электромагнитного экрана;

r — - расстояние от центра экрана до точки М.

При этом относительная погрешность о измерения определяется, как

f

ЗВ ь 26Т

45, На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— логарифмические амплитудно-частотные характеристики элементов устройства; на фиг.3 — блок-схема блока коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот.

Устройство содержит (фиг.1) первичный преобразователь, выполненный в виде двух плоскопараллельных метал-: лических пластин 1 и 2, соединенных прямым отрезком 3 коаксиального кабеля, расположенным в плоскости пластин 1 и 2, с преобразующим блоком 4,. на входе которого для сохранения нижней граничной частоты преобразования устройства при уменьшении геометрических размеров пластин I и 2 первичного преобразователя, дополнительно включают блок 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в об- 35 ласти нижних частот.

Преобразующий блок 4 и блок 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот размещены в электромагнитном экране 6. 4О

Преобразующий блок 4 преобразует поступаияций на его вход электрический сигнал в световой поток, который вы водится из электромагнитного экрана

6 по световоду 7. Длина отрезка 3 коаксиального кабеля определяется расстоянием, на котором погрешность измерения из-за искажения структуры электрического поля электромагнитным экраном 6 устройства не превышает за- 50 данной величины. Например, если электромагнитный экран имеет форму сферы, то напряженность Е электрического поля в некоторой точке М, находящейся в плоскости пластин 1 и 2 первич- 55 ного преобразователя, определяется выражением

E Е (1 — (а/r) ), Последнее выражение позволяет определить значение r, при котором погрешность 3 не превышает заданную величину, т.е. искомую длину отрезка

3 кабеля.

Устройство работает следующим образом.

При наличии импульсного электрического поля между плоскопараллвль ными пластинами 1 и 2 первичного преобразователя возникает разность потенциалов, связанная с напряженностью контролируемого электрического поля передаточной функцией И (Р} (фиг.2а)

КР

7Т,P + 1)(т Р+ 1)

При этом коэффициенты К, Т, и Т определяются параметрами первйчного преобразователя и входным сопротивлением блока, к которому подключен первичный преобразователь, а нижняя и верхняя граничные частоты преобразования соответственно равны

Передаточная функцияМ (Р)(фиг.2б) блока 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики имеет вид:

Т Т Р + 1

М (P) - ->-— ——

ТТР+1 з

При последовательном соединении первичного преобразователя и корректирующего блока 5 передаточная функция устройства может быть представлена, как:

M(P) - M (Р) M (F) = — — — — — — — к

К Р (Т, Р+1) (Т Р+1) 1296965

Т Р+1 Т х-2---.- . °

Т Р+1 Т

При Т = Т передаточная функция

1 Ъ принимает вид (фиг.2в):

Т, С К

Ф-2 Ф4

RåC8 i%

R С емкости соответственно между пластинамк 25

1 и 2; — сопротивления ре- . зисторов 11, 9 и 10 соответственно (фкг.3). 30

Т

Т где С и С

1 2

R,КиК

При отсутствии блока 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот электрический сигнал, формируемый первкчныи

35 преобразователем, поступает непосредственно на вход преобразующего блока

4, что обеспечивает достаточно малое значение низшей частоты преобразования при относительно больших геомет- > рических размерах пластин 1 и 2 первичного преобразователя. С уменьшением геометрических размеров ппасткк

1 и 2 первичного преобразователя повышается пространственная разрешаю- щая способность устройства, что позво=ляет проводить измерения в небольашх объемах исследуемого электрического поля. Однако, при этом уменьшается емкость конденсатора, образованного пластинами 1 к 2 первичного преобразователя, а следовательно, при прочих равных условиях возрастает нижняя гваничная частота преобразования устройства, так как она определяется этой у5 емкостью и входным сопротивлением преобразующего блока 4. Использование блока 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижК P Т

W(P) (ТP+1)(ТР+1) т

М 2 з

Блок 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области ниж- -10 них частот может быть выполнен в виде активного фильтра нижних частот (фиг.3). При этом коэффициенты передаточной функции связаны с параметрами первичного преобразователя и 15 блока 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот соотношениями них частот, включенного на входе преобразующего блока 4, позволяет сохранить значение низшей частоты преобразования устройства и при существенно меньших геометрических размерах пластин 1 и 2 первичного преобразователя, обеспечивающих повышенную пространственную разрушающую способность устройства. В то же время выполнение соединения первичного преобразователя с преобразующим блоком 4 и блоком 5 коррекции амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот отрезком кабеля, расположенным в плоскости пластин 1 и 2 первичного преобразователя, также способствует повышению пространственной разрешающей способности устройства за счет снижения влияния на этот отрезок кабеля контролируемого электрического поля и искажения им структуры этого поля.

После преобразования преобразующим блоком 4 поступающего на его вход электрического сигнала, связанного с напряженностью контролируемого электрического поля, в световой поток, последний по световоду 7 передается на необходимое расстояние для дальнейшей обработки и регистрации.

Таким образом, предлагаемое устройство (по сравнению с известньии) обладает повышенной пространственной разрешающей способностью, в том числе и при сохранении значения низшей частоты преобразования.

Формула изобретения

f Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля, содержащее первичный преобразователь, выполненный в виде двух плоскопараллельных металлических пластин, соединенных проводниками с преобразующим блоком, установленным в электромагнитном экране, о т л и ч а ю щ е е е ÿ òåì, что, с целью повышения пространственной разрешающей способности, первичный преобразователь размещен вне электромагнитного экрана с преобразующим блоком, а,проводнкки, соединяющие первичный преобразователь с преобразующим блоком, выполнены в виде отрезка кабеля, расположенного в плоскости пластин первичного преобразователя.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона в области низких частот, в электрогиу 4 у М(э) Составитель С.Вейский

Техред N.Ходанич Корректор Т.Колб

Редактор А.Ревин

Заказ 774/48 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7epdgvsrpig юо&трв

1296965 6 магнитном экране размещен блок коррекции амплитудно-частотной характеристики в области ннжнихчастот, включенный на входе преобразующего блока. ргодрюуюму Chomp