Устройство для измерения естественного электрического поля в проводящих средах

 

Изобретение относится к океанографическим измерениям, а конкретнее к устройствам для измерения напряженности естественного электрического поля в проводящих средах. Цель - повышение чувствительности при измерениях напряженности электрического поля . Цель достигается применением в устройстве, содержащем первичный кзмерительньш преобразователь и электронный блок обработки информации, в качестве первичного измерительного преобразователя дискового сердечника с двумя одинаковыми диаметрально противоположными отверстиями и помещенной на внутренней перемычке между отверстиями обмоткой возбуждения и двумя информационными обмотками, размещенными на внешних диаметрально . противоположных перемычках сердечника , а боковые поверхности сердечника закрыты двумя металлическими концентраторами , которые соединены между co-j бой двумя одинаковыми металлическими немагнитными стержнями, проходящими через отверстия в сердечнике. Данная конструкция позволяет реализовать дифференциальный метод обработки информации и повысить чувствительность. Г 3. п. ф-лы, 3 ил. (Л N 4 ю со СП

СО|ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1442959

А1 (51)4 G Ol V 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЪ|ТИЙ (21) 4232773/31-25 (22) 22 . 04. 87 (46) 07. 12.88. Бюл. 1| 45 (71) МВТУ им. Н".Э.Баумана (72) Ю. В.Аболымов, Б. В. Стрелков, В,В. Соколовский и Д.Ю. Хорев (53) 550. 83 (088. 8) (56) Гордиенко В.Н., Калашников Н.И., Надточий К.Д. Измерение низкочастотных вихревых электрических полей.

Киев: Наукова думка, 1975.

Авторское свидетельство СССР

1| 1337853, кл. G Ol V 3/06, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПРОВОДЯЩИХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к океанографическим измерениям, а конкретнее к устройствам для измерения напряженности естественного электрического поля в проводящих средах. Цель — повышение чувствительности при измерениях напряженности электрического поля. Цель достигается применением в устройстве, содержащем первичный измерительный преобразователь и электронный блок обработки информации, в качестве первичного измерительного преобразователя дискового сердечника с двумя одинаковыми диаметрально противоположными отверстиями и помещенной на внутренней перемычке между отверстиями обмоткой возбуждения и двумя информационными обмотками, pasмещенными на внешних диаметрально . противоположных перемычках сердечника, а боковые поверхности сердечника закрыты двумя металлическими концентраторами, которые соединены между со- EO бой двумя одинаковыми металлическими немагнитными стержнями, проходящими через отверстия в сердечнике. Данная конструкция позволяет реализовать дифференциапьный метод обработки информации и повысить чувствительность.—

1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Эа ! 442959

Изобретение относится к океанографическим измерениям и может быть использовано для измерения естественной электрической составляющей напря5 женности электромагнитного поля, индуцированного при взаимодействии поля скоростей движущейся области морской воды с магнитным полем Земли.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

На фиг. I приведена конструкция первичного измерительного преобразователя, разрез; на фиг.2 — блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.3 — 15 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Первичный измерительный преобразо-, ватель содержит дисковый сердечник 1 с двумя одинаковыми диаметрально про- 20 тивоположными отверстиями, обмотку 2 возбуждения, помещенную на внутренней перемычке между отверстиями, две информационных обмотки 3 и 4, которые размещены на внешних диаметрально ". 25 противоположных перемычках сердечника, Боковые поверхности дискового сердечника закрыты двумя металлическими концентраторами 5 и 6, соединенными между собой двумя контактными 30 стержнями 7. Сердечник с размещенными на нем обмотками заключен в герметичный корпус .8. Устройство содержит также генератор 9 пилообразных токовых импульсов (фиг.2 ), электронный блок 10 обработки первичной информации, включающий дифференциаторы 11 и 12 формирователи I3 и 14 прямоугольных импульсов, инвертор 15, схему 16 совпадения и фильтр 17 нижних 40 частот.

Устройство работает следующим образом.

Эле ктр омагнитный проце сс в и сследуемой проводящей среде проявляется 45 к. существовании тока, протекающего через свободные проемы сердечника под действием осевой составляющей напряженности электрического поля.

Этот ток наводит в дисковом сердечни50 ке магнитное поле напряженностью

Н „,, пропорциональное напряженности измеряемой электрической составляющей электромагнитного поля. Магнитйое поле напряженностью Н „з„ (постоянное или медленно меняющееся) взаимодействует с переменным (пилообразным) полем возбуждения Hц, создаваемым посредством подачи в обмотку 2 возбуждения пилообразных токовых импульсов от генератора 9 пилообразных импульсов. Так как обмотка 2 возбуждения помещена на средней перемычке дискового сердечника, то со зданаемое ею переменное магнитное поле Н< замыкающееся вокруг свободных проемов сердечника, в одной из внешних перемьгчек суммируется с измеряемым полем

Н„ „, создаваемым за счет протекания тока через свободные проемы сердечника, в другой внешней перемычке, наоборот, эти поля вычитаются. Следовательно, при укаэанном расположении обмотки возбуждения измеряемое поле Н„, в одной из внешних перемычек смещает пилообразное поле возбуждения в положительную сторону, в другой внешней перемычке — в отрицательную. В силу однородности материала одного сердечника эти смещения поля возбуждения во внешних перемычках при разных знаках имеют одинаковые абсолютные значения. В результате дифференциального сложения полей возбуждения Н и измеряемого Н ц, во внешних перемычках сердечника смещение максимумом сигналов U! и (фиг.3), наводящихся в информационных обмотках 4 и 3, помещенных на внешних диаметрально противоположных перемычках, происходит в противоположные стороны на равные доли периода пилообразного поля возбуждения.

После выделения моментов достижения максимумов сигналами U„ и Uq с помощью дифференциаторов II и 12 и после" дующего формирования прямоугольных импульсов посредством формирователей

13 и 14 импульсные последовательности

Ug и П,! (фиг.3) на их выходах имеют различные скважности: в одной из последовательностей длительность импульсов несколько больше длительности пауз, в другой, наоборот, длительность пауз на такую же величину больше длительности импульсов. С помощью инвертора 15 и схемы 16 совпадения из последовательностей прямоугольных импульсов U> и U< формируется последовательность прямоугольных импульсов U, длительность импульсов в которой пропорциональна величине напряженности измеряемого магнитного поля Н,„, а следовательно, в конечном счете пропорциональна величине напряженности электрической составляющей исследуемого электромагнитно14429 го поля проводящей среды. 1!ри этол» вследствие реализации в предлагаемом устройстве дифференциального принципа преобразования крутизна преобраэо5 вания напряженности поля в пропорциональный временной интервал в два ра— за выше по сравнению с прототипом.

Используемый в блоке обработки первичной информации фильтр 17 нижних 1ð частот выполняет функцию детектора скважности, по уровню сигнала на выходе которого можно судить о направлении тока через свободные проемы сердечника, а значит, и о направле- 15 нии осевой составляющей напряженнос— ти электрического поля проводящей среды.

Использование в предлагаемом устройстве описанной конструкции первич- 20 ного измерительного преобразователя для измерения напряженности электрического поля в проводящей среде позволяет на одном сердечнике с двумя свободными проемами реализовать диф- 25 ференциальный принцип преобразования и, тем самым, вдвое повысить крутизну преобразования без ухудшения других метрологических характеристик.

30 формул а изобретения

1. Устройство для измерения естественного электрического поля в проводящих средах, содержащее первичный измерительный преобразователь, выполенный на ферромагнитном сердечнике с обмотками, и электронный блок г . 4 обработки первичной информации, отличающееся тем,что,с целью повьпнения чувствительности, первичный измерительный преобразователь выполнен в виде дискового сердечника с двумя одинаковыми диаметрально противоположными отверстиями, на перемычке между которыми размещена обмотка возбуждения, подключенная к генератору пилообразных токовых импульсов, и двумя информационными обмотками, размещенными на боковых диаметрально противоположных перемычках сердечника и подключенными к электронному блоку обработки первичной информации, а боковые поверхности сердечника закрыты двумя металлическими концентраторами, соединенными между собой двумя контактными стержнями, проходящими через отверстия сердечника.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что электронный блок обработки первичной информации содержит два дифференциатора, к входам которых подключены информационные обмотки, а выходы соединены с входами двух формирователей прямоугольных импульсов соответственно, выходы формирователей соединены с входами схемы совпадения, причем один — непосредственно, а другой через инвертор, выход одного иэ формирователей подключен к фильтру нижних частот, а выходы схемы совпадения и фильтра нижних частот являются выходом всего устройства.

Фиг.1

1442959

Составитель Н. Качалов

РедактоР О.ЮРковецкаЯ ТехРед М„Дндык Корректор М.Максимишииец

Заказ 6382/44 Тираж 522 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