Датчик напряженности электростатического поля

 

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для измерения напряженности электрического поля. Датчик содержит сферический экранирующий корпус 2 с тремя парами диаметрально противоположно расположенных отверстий 3 и 4, три пары вращающихся измерительных электродов 6, 7 и три пары неподвижных сигнальных электродов 8,9. Оси, соединяющие центры противоположных отверстий, взаимно перпендикулярны и образуют с осью вращения равные углы. При вращении измерительных электродов в определенные моменты времени происходит их периодическая импульсная перезарядка под воздействием измеряемого поля. Выходные сигналы, снимаемые с помощью емкостной связи с измерительных электродов, пропорциональны проекциям вектора напряженности измеряемого поля. Благодаря сферической форме экранирующего корпуса и возможности поочередного перекрытия всех отверстий одинаковыми измерительными электродами, укрепленными на одном валу, повышается точность измерения трех ортогональных проекций вектора напряженности электростатического поля. 1 з.п ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 R 29/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ 4

lGD

Ы

iQl

1 ° (21) 4697707/21 (22) 29.05.89 (46) 30.05.92. Бюл. № 20 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Г,Болдырев, В.В.Бочаров, B.Ï,Áóëå оа, С,Н.Морозников, С.Б.Резников, В.В.Савостьянов и С.А.Смирнов (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1460705, кл. G 01 R 29/12, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 978080, кл. G 01 R 29/12, 1986. (54)ДАТЧИК НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для измерения напряженности электрического поля. Датчик содержит сферический экранирующий корпус 2 с тремя парами диаметрально противоположно расположенных отверстий 3 и 4, „, SU „„1737375A1 три пары вращающихся измерительных электродов 6, 7 и три пары неподвижных сигнальных электродов 8,9. Оси, соединяющие центры противоположных отверстий, взаимно перпендикулярны и образуют с осью вращения равные углы. При вращении измерительных электродов в определенные моменты времени происходит их периодическая импульсная перезарядка под воздействием измеряемого поля. Выходные сигналы, снимаемые с помощью емкостной связи с измерительных электродов, пропорциональны проекциям вектора напряженности измеряемого поля. Благодаря сферической форме зкранирующего корпуса и возможности поочередного перекрытия всех отверстий одинаковыми измерительными электродами, укрепленными на одном валу, повышается точность измерения трех ортогональных проекций вектора напряженности электростатического поля. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

1737375

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерения напряженности электростатического поля.

Цель изобретения — повышение точности измерения вектора напряженности электростатического поля, На фиг.1 показан датчик напряженности электростатического поля, осевой разрез; на фиг.2 — его внешний вид..

Датчик напряженности электростатического поля содержит вал 1 механического привода, экранирующий сферический корпус 2 с тремя парами диаметрально противоположно расположенных одинаковых отверстий 3,4. На валу посредством изоляторов 5 с возможностью вращения вокруг оси корпуса укреплены три пары измерительных электродов 6,7. Узел передачи сигнала выполнен в виде трех пар диаметрально противоположных одинаковых сигнальных электродов 8,9, каждая пара из которых электрически соединена между собой и укреплена посредством изоляторов 10 на внутренней поверхности корпуса. Сигнальные электроды подключены к выходным зажимам посредством управляемого ключа 11, цепь управления которого электрически связана с датчиком 12 положения, К выходным зажимам датчика напряженности подключают индикатор прошедшего заряда, например осциллограф. Измерительные электроды 6, 7 имеют форму отверстий 3, 4, которые расположены в плоскостях вращения электродов, Сигнальные электроды 8, 9 узла передачи сигнала электрически (электроемкостно) связаны с измерительными электродами 6, 7, Оси, соединяющие центры противоположных отверстий 3, 4, взаимно перпендикулярны и образуют с осью вращения равные углы. Каждая пара сигнальных электродов 8,9 расположена симметрично относительно оси вращения соответствующей пары отверстий 3, 4, а измерительные электроды 6, 7 в каждой паре электрически соединены и установлены симметрично относительно экваториальной плоскости корпуса так, что один из них расположен против отверстия 3 корпуса, а второй — против соответствующего сигнального электрода 8 узла передачи сигнала, Датчик работает следующим образом.

При положении вращающихся измерительных электродов 6, 7; показанном на чертеже, под действием составляющей Ех напряженности электростатического поля вблизи отверстия 3 происходит разделение зарядов в металле электродов на измерительном электроде 6 — отрицательный за5

55 ряд, на электроде 7 — положительный, на внутренней поверхности сигнального электрода 8 — отрицательный, а на внешней— положительный. В этот момент по сигналу от датчика 12 положения замыкается управляемый ключ 11, и по цепи подсоединенного к датчику индикатора прошедшего заряда индуцированный на внешней стороне сигнального электрода 8 положительный заряд перетекает на экранирующий корпус 2, При этом индикатор прошедшего заряда измерит либо величину прошедшего через него заряда, пропорционального напряженности

Ех, либо амплитуду импульса тока, образуемого этим зарядом.

При дальнейшем размыкании управляемого ключа 11 и перемещении измерительных электродов на 180 происходит новое перераспределение зарядов, противоположное описанному, В этот момент вновь замыкается управляемый ключ 11, а индикатор прошедшего заряда зафиксирует либо заряд, либо амплитуду импульса тока, пропорциональные напряженности Ех.

Аналогичным образом измеряют составляющие напряженности поля Еу и Е вблизи двух других пар отверстий, Учитывая, что вблизи проводящей сферической поверхности ортогональные составляющие напряженности искаженного поля Ex Ey u Ez пропорциональны соответствующим ортогональным составляющим напряженности Eox Eoy u Eoz неискаженного датчиком поля, т.е. Ех =3 Еох, Еу = 3Еоу и

Ez = 3Eoz то можно констатировать, что показания измерений, прошедших через индикатор зарядов или амплитуд импульсов токов для трех пар измерительных электродов, будут пропорциональны соответственно трем ортогональным проекциям Eox Eoy и Eoz измеряемого поля.

Благодаря сферической форме экранирующего корпуса и возможности поочередного перекрытия вс .х отверстий одинаковыми измерительными электродами, укрепленными на одном валу, повышается точность измерения вектора напряженности электро". атического поля.

Формула изобретения

1, Датчик напряженности электростатического поля, содержащий центрально симметричный экранирующий корпус с тремя парами диаметрально противоположно расположенных отверстий, внутри которого установлен вал механического привода, на котором посредством изоляторов с возможностью вращения вокруг оси корпуса укреплены три пары измерительных электродов, имеющих форму отверстий, причем отверстия корпуса расположе.- ы в плоскостях

1737375

Составитель В. Максименко

Редактор M. Келемеш Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Vàëåö

Заказ 1889 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патен ", г. Ужгород, ул.Га. арина, 101 вращения электродов, и узел передачи сигнала, электрически связанный с измерительными электродами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения вектора напряженности электростатического поля, экранирующий корпус выполнен сферическим, все отверстия имеют одинаковую форму, а оси, соединяющие центры противоположных отверстий, взаимно перпендикулярны и образуют с осью вращения равные углы, 2. Датчик напряженности по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что узел передачи сигнала выполнен в виде трех пар диаметрально противоположных одинаковых сигнальных электродов, каждая пара из которых электрически соединена между собой, укрепленных посредством изоляторов на внутренней поверхности корпуса симмет5 рично относительно оси вращения соответствующей паре отверстий, а измерительные электроды в каждой паре электрически соединены и установлены симметрично относительно экваториальной плоскости корпуса

10 так, что один из них расположен против отверстия корпуса, а другой — против соответствующего сигнального электрода узла передачи сигнала.