Диэлькометрический датчик

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности быстродействия и воспроизведения распределений частичных электрических зарядов. Для этого датчик содержит систему электродов, состоящую из высокопотенциального электрода 1.1, низкопотенциальных компланарных электродов 1.2, выравнивающих резистивных элементов 1.3, коммутатор 2, источник 3 опорного тока, интегратор 4, блок 5 фиксации нулевого уровня, формирователь 6 выходных сигналов, эквивалент 7 входного сопротивления, шину 8 блокировки выходного сигнала, источник 9 тестового напряжения. Такое выполнение датчика с импульсно-возбуждаемым электрическим полем обеспечивает его использование при передаче к выходу информации о распределении электрических зарядов на электродной системе, приведенной в соприкосновение с исследуемой поверхностью зоны контроля неметаллического материала или изделия. Датчик используется при косвенных методах измерения характеристик неоднородностей сред и при физическом моделировании сложных квазистационарных полей в электродных системах. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 5 4 01 К 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4099305/24-09 (22) 01.08.86 (46) 23 ° 05 ° 90.„ Бюл. М 19 (72) Я.И. Бульбик, A.Ñ. Бобер, Ш.Н. Исляев, М.И. Соколов

С.А. Рыбаков (53) 621, 317. 39(088 „8) (56) Авторское свидетельство СССР

4 930163, кл„ь 01 R 29/24, 1974, Авторское свидетельство СССР

1078356, кл. G 01 R 27/26, 1981. (54) ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия воспроизведения распределений частичных электрических зарядов. Для этого датчик содержит сис.;ему электродов, состоящую из высокопотенциального электрода 1.1, низкопотенциальных компланарных электродов 1.2, выравнивающих резистивных

„„SU„„1566306 А 1

2 элементов 1.3, коммутатор 2, источник 3 опорного тока, интегратор 4, блок 5 фиксации нулевого уровня, формирователь 6 выходных сигналов, эквивалент 7 входного сопротивления, шину 8 блокировки выходного сигнала, источник 9 тестового напряжения. Такое выполнение датчика с импульсновозбуждаемым электрическим полем обеспечивает его использование при передаче к выходу информации о распределении электрических зарядов на электродной системе, приведенной ь соприкосновение с исследуемой поверхностью зоны контроля неметаллического материала или изделия. Датчик используется при косвенных методах измерения характеристик неоднородностей сред и при физическом моделировании сложных квазистационарных полей в электродных системах.

4 ил.

1566306

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в диэлькометрических или электрозарядовых датчиках с импульсНо-þoçáóæäàåìbIì электрическим полем

5 при передаче к их выходу информации о распределении электрических зарядов на электродной системе, приведенной в соприкосновение с исследуемой поверхностью зоны контроля не-, металлического материала или изделия, для воспроизведения распределений частичных электрических зарядов при косвенных методах измерения характеристик неоднородностей сред а также при физическом моделировании сложных квазистационарных полей в электродных системах путем последовательно" передачи к выходу устройства инфор ции о частичных потоках поля на поверхности какого-либо сегMGHTUI рованного электрода в их системе, подлежащей исследованию, Цель изоЬретения — повышение бы- 25 стродействия и точности воспроизведения распределений частичных электрических зарядов.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема диэлькометричес- Зо кого датчика; на фиг, 2 — структурная электрическая схема блока фиксации нулевого уровня (вариант выполнения); на фиг. 3 — структурная электрическая схема формирователя выходных сигналов (вариант выполнения); на фиг.4 временные эпюры напряжений в различных точках схемы диэлькометрического датчика.

Диэлькометрический датчик включает систему 1 электродов, состоящую из высокопотенциального электрода 1.1, низкопотенциальных компланарных эле- ктродов 1.2, выравнивающих резистивных элементов 1.3, коммутатора 2, истсчника 3 опорного тока, интегратора 4, блока 5 фиксации нулевого уровня, формирователя 6 выходных сигналов, эквивалент 7 входного сопротивления, шину 8 блокировки выходного сигнала, и источник 9 тестового напряжения, Блок 5 фиксации нулевого уровня содержит компаратор 10, транзисторные ключи I1 и 12, преобразователь 13 уровня импульсных сигналов на транзисторе. Формирователь 6 выходных сигналов содержит согласующий преоб. разователь 14 уровня импульсных сигналов на транзисторе.

Диэлькометрический датчик работает следующим оЬразом.

При включении устройства и подаче цикла управляющих напряжений (U

U 11, U 11, р Ur) согласно временной диаграмме (фиг. 4) положительным фронтом напряжения Иг переключается

RS-триггер блока 5 фиксации нулевого уровня в состояние с низким уровнем напряжения, подводимого к входу преобразователя 13 уровня импульсных сигналов на транзисторе (каскад общая база), и напряжение на его коллекторе получает отрицательный потенциал, примерно равный напряжению

E. Этим потенциалом ключ сброса в интеграторе 4 переводится в состояние высокого сопротивления и ток заряда через резистивный элемент r, начинает действовать на входе интегратора 4, приводя к процессу редукции электрического заряда с электродов, подключенных к r, к электрическому заряду на емкости с интегратора

Ток заряда через выравнивающий резистивный элемент r протекает при этом через эквивалент входного сопротивления 7. От блока 5 фиксации нулевого уровня на этом временном этапе подается к формирователю 6 уровень напряжения логической единицы, однако, так как на шине 8 блокировки выходного сигнала присутствует отрицательный уровень напряжения U то преоЬразователь 14 находится в проводящем состоянии, обеспечивая на выходе формирователя 6 уровень напряжения логического нуля.

По мере спада переходного тока заряда, протекающего через резистивный элемент r„ è канал коммутатора 2, во входной цепи интегратора 4 ток прекращается и интегратор 4 переходит в режим аналогового хранения результата интегрирования на время ан.х (фиг. 4). 8 момент времени, непосредственно предшествующий сбросу напряжения источника 9 на нулевой уровень, управляющее напряжение U сбрасываетф ся с отрицательного уровня — Е на нулевой и электродная система 1 с выравнивающими резистивными элементами

13 оказывается подключенной посредством коммутатора 2 к эквиваленту входного сопротивления 7. Последующий за этим (с задержкой t>) сброс напряжения источника 9 приводит к разрядным токам 2. 1g протекающим

5 1566306 6 через эквивалент входного сопротивления 7 (фиг. 4), одновременному с началом указанного процесса разряда емкостей электродной системы 1 сбросу напряжения U на нулевой уровень, что приводит к разблокированию выхода. формирователя 6, подключению источника 3 опорного тока через канал коммутатора 2 к входу интегратора 4 и началу процесса обратного интегрирования.

В момент перехода линейно уменьшающимся во времени выходным напряжением интегратора 4 через нулевой уровень происходят срабатывание компаратора 10 и, благодаря положительного фронту его выходного напряжения, действующего через резистивно-емкостную дифференцирующую цепь и транзисторный ключ 12, переключения RSтриггера блока 5 фиксации нулевого уровня. (Этим обеспечиваются формирование заднего фронта выходного импульсного сигнала переменной длительности, сброс напряжения на емкости C интегратора и удерживания этого напряжения на нулевом уровне до начала следующего этапа интегрирования, Со сбросом управляющего напряжения U> на нулевой уровень и с Подачей (с задержкой tz) управляющего напряжения U начинается следующий

1 этап преобразования зарядного тока через выравнивающий резистивный т элемент г к выходной цепи диэлькометрического датчика. Все процессы здесь аналогичны описанным и поясняются временной диаграммой фиг. 4.

Формула изобретения

Диэлькометрический датчик, содержащий формирователь выходного сигнала, высокопотенциальный электрод, соединенный с выходом источника тесЭ

45 тового напряжения, п (где и = 1,2, 3...) цепей, каждая из которых состоит из последовательно включенных двух параллельно соединенных низкопотенциальных компланарных электродов, выравнивающего резистивного элемента и коммутатора, управляющий вход которого является входом для подачи управляющего сигнала, причем вы" ход первого коммутатора соединен с входом накопителя, а выходы остальных коммутаторов соединены с эквивалентом входного сопротивления, высокопотенциальный электрод и низкопотенциальные компланарные электроды расположены на диэлектрической подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия воспроизведения частичных электрических зарядов, введены первый и второй дополнительные коммутаторы, шунтирующий резистор, блок фиксации нулевого уровня, источник опорного тока, а накопитель выполнен в виде интегратора на операционном усилителе, причем вход и выход интегратора соединены последовательной цепью, состоящей из первого дополнительного коммутатора и шунтирующего резистора, источник опорного тока последовательно соединен с вторым дополнительным коммутатором и входом интегратора, управляющий вход второго дополнительного коммутатора соединен с первым управляющим входом формирователя выходных сигналов, первый управляющий вход блока фиксации нулевого уровня соединен с выходом источника тестового напряжения, второй управляющий вход - с выходом интегратора, первый выход блока фиксации нулевого уровня соединен с вторым входом формирователя выходного сигнала, а второй выход подключен к управляющему входу второго дополнительного коммутатора.

1566306 и, -E

=E

Корректор Э. !1ончакова

Тираж 554

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор В. Данко

Заказ 1220

-Е

-E

-E

Составитель B. Ежов

Техред Л.Олийнык