Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направлениям

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих напряженности импульсных электрических полей по трем ортогональным направлениям. Цель - повышение точности измерения амплитуды однократных импульсных электрических полей - достигается тем, что в устройстве части металлической оболочки 3 выполнены в виде концентрично расположенных колец, каждое из которых через соответствующую линию задержки 4 и ключ 5 подсоединено к дифференциальным входам согласующего блока 6, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю 7. Сущность изобретения состоит в превращении однократного импульсного измеряемого сигнала в квазипоследовательность сдвинутых во времени импульсов, что дает возможность регистрировать измеряемый импульс с фронтом нанои пикосекундного диапазона в ином масштабе времени при помощи относительно низкочастотных устройств. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 29/1?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с,1

i !

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П-(НТ СССР! (21) 4314511/24-21 (22) 06.10.87 (46) 30.09.89. Бюл. У 36 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.В.Волченко, С.И.Гридчин и А.А.Серков (53) 621.317.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1308946, кл. G 01 R 29/12, Авторское свидетельство СССР

Ф 1049833, кл. G Ol R 29/12, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПОЛЯ ПО ТРЕМ ОРТОГОНАЛЬНЬ1М НАПРАВЛЕНИЯМ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих HB пряженности импульсных электрических полей по трем ортогональным направлеI

ÄÄSUÄÄ 1511714 А1 ниям. Бель — повышение точности измерения амплитуды однократных импульсных электрических полей — достигается тем, что в устройстве части металли— ческой оболочки 3 выполнены в виде концентрично расположенных колец, каждое из которых через соответствующую линию задержки 4 и ключ 5 подсоединено к дифференциальным входам согласующего блока 6, выход которого подключен к аналого-цифровому преобраэователю 7. Сущность изобретения состоит в превращении однократного импульсного измеряемого сигнала в кваэипоследовательность сдвинутых во времени импульсов, что дает воэможность регистрировать измеряемый импульс с фронтом нано- ч пикосекундного диапазона в ином масштабе времени при помощи относительно низкочастотных устройств. 2 ил.

3 15117

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих напряженности импульсных электрических полей по трем ортогональным направлениям.

Цель изобретения — повышение точности измерения амплитуды однократных электрических полей. 10

На фиг, 1 схематично представлен один из трех идентичных каналов устройства для измерения напряженности импульсного электрического поля по .трем ортогональным направлениям; на фиг. 2 — график, поясняющий работу устройства, Устройство содержит измерительный преобразователь, выполненнъ|й в виде металлической сферы 1, покрытой сло- 20 ем диэлектрика 2, на который нанесена металлическая оболочка 3, разделенная на шесть одинаковых частей, каждая из которых выполнена в виде концентрично расположенных, изолированных друг от друга колец. Каждое из колец через соответствующую линию задержки 4 и ключ 5 подсоединено к одному из дифференциальных входов согласующего блока 6, к другому входу 3О которого аналогично подключены кольца оболочки, центры которых лежат на одной оси ортогональной системы координат с началом в центре металлической сферы. Согласующий блок 6 35 подключен к аналого-цифровому преобразователю 7, выход которого подсоединен к блоку памяти 8, Центральные части металлической оболочки 3, лежащие на одной оси ортогональной . 4Q системы координат, подсоединены ко входам компаратора 9, причем между одним из входов и металлической сферой 1 подключена емкость 10, а вы— ход его подключен к управляющим входам ключа 11 и аналого-цифрового преобразователя 7, Генератор 12 подключен через ключ il ко входу распределителя 13, выходы которого под-. соединены к цепям управления ключей 5.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный преобразователь помещают в зону действия импульсного электрического поля. Поскольку измерительный преобразователь представляет собой группу емкостных преобразователей, первым и общим электро14 дом которых является металлическая сфера 1, вторыми электродами концентрично расположенные изолированные друг от друга кольца металлической оболочки 3, а между электродами расположен слой 2 диэлектрика, то при помещении измерительного преобразо— вателя в измеряемое поле на электродах емкостных преобразователей возникает разность потенциалов, которая и является мерой измеряемого поля.

Сигналы, повторяющие по форме и соответствующие величине воздействующего электрического поля, поступают от центральных частей металлических оболочек 3 измерительного преобразователя на вход компаратора 9. 3а счет включения на одном из входов компаратора емкости 10 напряжение на нем будет запаздывать относительно изменения напряжения на другом входе. На фиг. 2 а представлены временные зависимости изменения сигналов на входах компаратора 9. При достижении максимума измеренного сигнала напряжения на входах сравняются и на выходе компаратора 9 (фиг. 2б) фермируется сигнал, который, поступая на цепи управления ключа 11 открывает его и серия импульсов от генератора 12, работающего в непрерывном режиме, через ключ 11 поступает на вход распределителя 13, который управляет моментом включения ключей

5 °

Одновременно с каждого кольца металлической оболочки 3, представляющего емкостный измерительный преобразователь, сигналы поступают на входы широкополосных линий задержек

4-1, 4-2, 4-3, 44, величина задержек которых неодинакова и последовательно увеличивается с ростом порядкового номера линии задержки. Минимальная величина задержки осуществлена в 4-1 и равна времени, необходимому для срабатывания компаратора

9, ключа 11, распределителя 13, и составляет порядка 25 — 35 нс.

Включение ключей 5, управляемых. распределителем 12, происходит в момент появления на выходах линий задержки измеряемого сигнала.

Таким образом, на входы согласующего блока 6 подается сигнал, максимальное значение которого пропорционально напряженности измеряемого импульсного электрического поля.

5 15117

На фиг. 2в представлены временные зависИмости на входе распределителя

13; на фиг. 2г — временные зависимости на каждом иэ выходов распределителя 13. Сигналы, поступающие на вхо5 ды согласующего блока 6, имеют вид, представленный на фиг. 2д.

Поддержание максимального значения измеренного сигнала на выходе 10 согласующего блока 6 в течение 20 нс позволяет произвести перевод измеренного сигнала в цифровой код при помощи аналого-цифрового преобразователя 7, управляемого сигналом компаратора 9, Подключение аналого-цифрового преобразователя 7 к блоку памяти 8 позволяет произвести регистрацию измеренного сигнала. 20

Устройство позволяет повысить точность измерения напряженности импульсного электрического поля с фронтом в единицы наносекунд.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направле- 30 ниям, содержащее измерительный преобразователь, выполненный в виде металлической сферы, покрытой слоем диэлектрика, на который нанесена металлическая оболочка, разделенная

35 на шесть одинаковых по форме изолированных одна от другой частей, расположенных симметрично по осям ортогональной системы координат с центром, совпадающим с центром металлической 40 сферы, а также блок индикации, о т— л и ч а ю щ е е с я -..ех, что, с целью повьппения точно"ти измерения амплитуды напряженности однократьъпс импульсных электрических полей„ :асти металлической оболочки выполнены в виде концентрично расположенных колец, блок индикации выполнен в виде последовательно соединенных согласующего блока, аналого-цифрового преобразователя и блока памяти, а также введены компаратор, емкость, первый ключ, генератор импульсов, распределитель и последовательные цепочки из линии задержки и ключей, число которых равно числу концентрических колец двух частей металлической оболочки, причем каждое кольцо одной части оболочки через послеловательную цепочку из линии задержки и ключа подключено к одному из дифференциальных входов согласующего блока, к другому входу которого аналогично подключены кольца, центры которых лежат на одной оси ортогональной системы координат, центры частей металлической оболочки, лежащие симметрично на одной оси ортогональной системы координат, соединены с входами компаратора, при этом между одним иэ входов и металлической сферой включена емкость, выход компаратора через первый ключ, уп-. равляющий вход которого соединен с генератором ычпульсов, подключен к входу распределителя, выход которого соединен с управляющими входами ключей, соединенных с линиями задержки,, а выход компаратора соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, 1511714

Р едак то р А. Долинич

Заказ 5900/50

Тирах 714

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 и „

Составитель В. Куча

Техред И,Дидык Корректор B. Кабаций