Устройство для измерения электростатического поля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советекии

Социалистических

РЕаПУбЛИК

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.79 (21) 2824866/18-09 f$1) М. Кй.з с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

G 01 R 29/1?

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150882. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 150882 (53) УДК 621. 317. 32 .(088.8) (72) Авторы изобретения

П.M. Сопрунюк, С. К. Кузовки н, О. Т. Чучман и Я:. Е. Пидгйрняк

Физико-механический институт AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам прямого измерения электростатического поля н среде с борта летательных аппаратов так называемым динамическим способом или методом двойного зонда.

Известны устройства для измерения электростатических полей, содержащие электрометры (1).

Однако у таких устройств узкая область применения, т.е. н лабораторных условиях.

Известно устройство, предназначенное для измерения электростатического поля методом двойного зонда, содержащее два датчика, два электрометрических усилителя, выходы которых подключены через сумматор ко входу регистрирующего блока (2).

Недостатком известного устройства при измерениях методом двойного зонда является применение электрометрических усилителей, которые сложны при настройке..

Цель изобретения — упрощение устройства для измерения электростатического поля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения электростатического поля, содержащее дна датчика, электрометрический усилитель, выполненный в ниде параллельноразностного каскада на двух истоко5 вых повторителях со следящими обратными связями по стоку, сумматор и регистрирукщий блок, введены два иннертора, при этом вход первого подключен к стоку второго истокового

10 повторителя, а его выход — к истоку первого истокового повторителя, вход второго инвертора подключен к стоку первого истокового повторителя, а

его выход — к истоку второго истокового повторителя, стоки истоковых повторителей подключены ко входам сумматора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

20 Описываемое устройство содержит датчики 1 и 2, истоконые повторители. 3 и 4, инверторы 5 и 6, сумматор

7, регистрирующий блок 8.

Принцип работы устройства основан на измерении посредством истоковых повторителей синусоидального напряжения, возникающего н датчиках 1 и

2 вследствие их вращения в однородном электростатическом поле.

Устройство работает следукщим об.разом.

951191

Вследствие вращения в электроста- тическом поле датчиков 1 и 2, представляющих собой Два металлических диска, на входы истоковых повторителей подаются противофаэные синусоидальные напряжения с частотой, рав- 5 ной частоте вращения датчиков 1 и 2 и амплитудой

ОЕ 1, (i) где Š— напряженность электростатического поля;

1 — радиус вращения датчика.

Особенностью производимых иэмере" ний является высокое выходное сопротивление датчиков 1 и 2, вследствие этого происходит шунтирование измеряемого сигнала входной емкостью истоковых повторителей 3 и 4. Причем шунтирующее действие в последних оказывает только емкость затвор— сток, так как емкость затвор — сток уменьшается до величины

Зиф 3и ( где К вЂ” коэффициент передачи повторителя.

В предлагаемой схеме указанный 75 недостаток, устраняется введением инвертора 5 и 6. Например, переменное напряжение в точке 9, которое противофазно напряжению в точке 10, инвертируется усилителем и подается на сток повторителя 1. Вследствие этого на стоке повторителя имеется напряжение, равное входному, чем устраняется шунтирование сигнала датчика.

Таким образом, устраняется шунтирова- ние сигнала емкостью затвор - сток повторителя 3.

Кроме того, вследствие ограниченности входного сопротивления полевых: . транзисторов, через затвор протекает ток смещения, обусловленный постоян- ными. напряжениями стока и истока и определяемый выражениеМ

,Э= 3("зю "Эс ) ° где g - проводимость изоляции зат- 45

3 вора;

U — напряжение затвор сток;

ЗС

О и — напряжение затвор-исток.

Предлагаемая схема обеспечивает равенство U> -U < при условии идентичности полевых транзисторов путем использования инверторов 5 и 6.

Парафазные переменные напряжения с выходов истоковых повторителей складываются на сумматоре 7 по абсолютной величине и, в соответствии с формулой 1, содержат информацию .о величине напряженности электростатического поля, которая и записывается регистрирующим блоком 8.

Использование предложенного устройства для измерения электростатического поля по сравнению с известным устройством дополнительно обеспечивает повышенную экономичность и упрощение наладки всего устройства. формула изобретения

Устройство для измерения электростатического поля, содержащее два датчика, электрометрический усилитель, выполненный в виде параллельно-разностного каскада на двух истоковых повторителях со следящими обратными связями по стоку, сумматор и регистрирующий блок, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, введены два ин ертора, при этом вход первого подключен к стоку второго истокового повторителя, а его выход — к истоку первого истокового повторителя, вход второго инвертора подключен к стоку первого истокового повторителя, а его выход — к истоку второго истокового повторителя, стоки истоковых повторителей подключены к входам сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

9 382226, кл. G 01 В 29/12, 1975.

2. Имянитов И.М. Приборы и методы для измерения электричества.атмосферы. М., ГИЗТЛ, 1970, с.483 (прототип) 951191

Составитель A. Ефимочкин

Редактор Т.Парфенова Техред Ж.Кастелевич Корректор Г Решетник

Эакаэ 5938/50 Тираж 887 Подписное

Вниипи Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4