Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов

 

Изо бретение относится к электроизмерительной технике. Цепь изобретения - расширение области использования - достигается путем дополнительного обеспечения измерения. контактной разности потенциалов (КРП). Устройство содержит металлический электрод Is размещенный в электростатическом экране 3 с отверстием, электрометрический блок 2, измерительный прибор 4 и колпачок 5, охватывающий наружную поверхность электростатического экрана 3 и электрически соединенный с ним. Поверхность металлического электрода 1, обращенная к объекту 7 измерения, имеет сферическую форму и углублена внутрь электростатического экрана 3, а колпачок 5 имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране 3, Устройство может быть такг же снабжено защитным наконечником 6, закрьгоающим торец электростатического экрана 3, Выполнение колпачка 5 из эластичного токопроводящего материала, например металлизированной резины, позволяет образовать с поверхностью объекта 7 измерения цилиндр Фарадея и дополнительно обеспечить возможность измер ения контактной разности потенциалов. Наличие защитного наконечника 6, выполненного из материала, имеющего меньшую твердость по сравнению с твердостью мате С

СоаЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4207759/24-21 (22) 09.03.87 (46) 15.03.89. Бюп. М- 10 (72) 3.А.Кочаров и И.B.Òåðåíòüåâ (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1157022, кл. С; 01 R 19/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1182415, кл. G 01 R 19/00, 1984 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — расширение области использования — достигается путем дополнительного обеспечения измерения контактной разности потенциалов (КРП).

Устройство содержит металлический электрод 1, размещенный в электростатическом экране 3 с отверстием, электрометрический блок 2, измерительный прибор 4 и колпачок 5, ох„.80„„1465787 А1 ватывающий наружную поверхность электростатического экрана 3 и электрически соединенный с ним. Поверхность металлического электрода 1, обращенная к объекту 7 измерения, имеет сферическую форму и углублена внутрь электростатического экрана 3, а колпачок 5 имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране 3, Устройство может быть также снабжено защитным наконечником

6, закрывающим торец электростатического экрана 3. Выполнение колпачка 5 из эластичного токопроводящего материала, например металлизированной резины, позволяет образовать с поверхностью объекта 7 измерения цилиндр Фарадея и дополнительно обеспечить возможность измерения контактной разности потенциалов. Наличие защитного наконечника 6, выполненного нз материала, имеющего меньшую твардость по сравнению с твердостью мате

1465787 и „а об 7 измерения исключает измерять контактную разность потенвозможность повреждения era поверх- циалов на участках пОверхности объекности торцом электростатического та 7 измерения, имеющих различную экрана 3. Устройство noÿaîëíeò также форму и кривизну, 1 з. и-. ф-лы, 2ил, Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть ! использовано для измерения электри" ческих потенциалов и контактной разности потенциалов, например, в целях

1ефектоскопии.

Цель изобретения — расширение обасти применения за счет обеспечения измерения контактной разности потен- 1О циалов.

На фиг, 1 изображена конструкция устройства; на фиг. 2 — варианты выполнения колпачка.

Устройство соцержит (фиг. 1) ме- 15 таллический электрод 1 и электромет,рический блок 2, вход которого под ключен к электроду 1 размещенные в электростатическом экране 3 с отверстием, а также измерительный при- 2О бор 4 и колпачок 5. Электрод 1 установлен неподвижно относительно экрана 3, à его торцовая поверхность, ;обращенная к объекту измерений, вы" полнена сферической и углублена внутрь экрана 3. Колпачок 5 выполнен ,из эластичного токопроводящего материала (фиг. 2а), например металли;зированной резины, и охватывает наружную поверхность экрана 3, образуяЗО с ним электрический контакт, а торцовая часть колпачка 5 имеет отверстие, совпадающее с отверстием в . экране 3. Измерительный прибор 4 подключен к выходу электрометрическо-35 го блока 2, который может быть выполнен в виде усилителя постоянного тока.

Кроме того, в устройство может быть дополнительно введен легкосъем- 4О ный защитный наконечник б, закрываю щий торец электростатического экрана 3 и предохраняющий поверхность объекта 7 измерений от возможных повреждений торцом электростатичес- 45 кого экрана 3. Материал наконечника

6 может быть нетокопроводящнм, но обязательно менее твердым, чем материал объекта 7 измерения. Колпачок 5 может быть выполнен также из гибкой металлической сетки (фиг. 26) или набора пружин малого диаметра (фиг. (фиг. 2в), обеспечивающего экранирование электрода 3, и малой жесткости, исклкиающей повреждение поверхности объекта 7 измерения.

Колпачок 5 из эластичного токопроводящего материала либо одевается с натягом на электростатический экран 3 (фиг. 1), либо прижимается к экрану 3 стяжкой или хомутом (фиг, 2а), Колпачок 5 из гибкой металлической сетки (фиг. 2б) одевается на экран 3 и в верхней части припаивается к нему по всему периметру. Колпачок 5 (фиг. 2в) состоит из набора пружин 8 малого диаметра, закрепленных, например, в отверстиях цилиндрического барабана 9, который ограничивает перекосы пружин при их

1сжатии. Барабан 9 с пружинами 8 одевается на экран 3 и прижимается к нему по всему периметру верхней части.

Устройство работает следующим образом.

Устройство прикладывают к контролируемому участку объекта 7 измерения и прижимают к его поверхности.

При этом колпачок 5 деформируют до закрытия боковых зазоров между экраном 3 и участками поверхности объекта 7 измерения, образуя совместно с поверхностью объекта 7 измерения местный цилиндр Фарадея, что исключает внешние помехи измерения. При этом объект 7 измерения через колпачок 5 и экран 3 включается в измерительный контур устройства. Ошибки измерения, связанные с возможными незначительными перекосами устройства относительно

2. Устройство по п. 1, о т л и45 ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введен легкосъемный защитный наконечник, закрывающий торец электростатического экрана, причем защитный наконечник выполнен из материала, твердость которого меньше твердости материала контролируемого участка объекта контроля.

3 14657 объекта 7 измерения, исключаются сферической формой электрода 1 и фиксацией последнего относительно экрана 3, т.е. постоянством зазора между ними. При наличии защитного наконечника 6, закрывающего торец экрана 3 и выполненного из материала, имеющего твердость по сравнению с материалом объекта 7 измерения, исключается возможность повреждения поверхности объекта 7 измерения торцом экрана 3, Колпачок 5, выполненный иэ эластичного токопроводящего материала (фиг.

1, 2 а), используют, когда объект 7 1Б измерения имеет более удобную опорную поверхность на большем радиусе, чем, например, когда измерения производят на отдельных выступах более или менее плоских поверхностей объек- 2р та 7 измерения.

Колпачок 5, выполненный из гибкой металлической сетки (фиг. 2б), целесообразно использовать при боль mnA кривизне поверхностей объекта 7 25 измерения, когда гибкость колпачка, выполненного из эластичного токопроводящего материала, например, из металлизированной резины, недостаточна, либо требуются недопустимо большие 30 усилия для надежного закрытия зазоров между экраном 3 и поверхностью объекта 7 измерения.

Колпачок 5 в виде набора пружин мальм диаметра и жидкости (фиг. 2в) целесообразно применять в тех же случаях, что и предыдущий, но на вертикальных и "потолочных" участках объекта 7 измерения.

Предлагаемое устройство обеснечи- 4р вает измерение электрических потенциалов между электродом 1 и объектом

7 измерения, обусловленных как наличием электрического потенциала приложенного к объекту 7 измерения, так и контактной разностью потенциалов, вызванной разностью работ выхода электронов электрода 1 и объекта 7 измерения, что расширяет функциональные возможности устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства является его универсальность, 87 4 заключающаяся в возможности измерений одним устройством контактной разности потенциалов на участках поверхности контролируемого объекта с различной формой и кривизной. Это особенно важно при дефектоскопии деталей сложной формы, находящихся в изделиях, при контроле в ограниченных пространствах и вне лабораторных условий, Формула изобретения

1 Устройство для бесконтактного и змер ения электрических потенциалов, содержащее металлический электрод, подключенный к последовательно соединенным электрометрическому и измерительному блокам и размещенный в электростатическом экране с отверстием, торцовая рабочая поверхность металлического электрода, обращенная к объекту измерения, выполнена в виде сферы и углублена внутрь электростатического экрана, который со стороны объекта измерения имеет колпачок, охватывающий наружную поверхность электростатического экрана, а торцовая часть колпачка имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за .счет обеспечения измерения контактной разности потенциалов, колпачок выполнен из эластичного токопро1 водящего материала, например металлизированной резины, и имеет электрический контакт с электростатическим экраном.

1465/87

Составитель C.Войскнй

Редактор И. Касарда Техред A. Кравчук Корректор И.демчнк

Заказ 940/45 Тираж 7il1 Подлнсное

ВНИИПИ Государственного комитета го изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Б-35„ Рауиакая наб., д. 4/5

Производственно-издательскяй комбинат ипатентв„ г. Ужгород, ул. Гагарина, 101