Устройство для измерения напряженности переменного электрического поля

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 270491 (21) 3284661/18-21 .(5ф) М. Кп.з

0 01 и 29/08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

{23) Приоритет (53) УДК 621 ° 312 ° .. 7 (088. 8) Опубликовано 150283.Бюллетень ¹ 6 .Дата опубликования описания 150283 (72) Авторы изобретения

A..B.ÏëoMèíñ"èé, Ю.С.Грачев и И.В. Хахамо (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроразведке для исследования свойств горных пород и поиска полезных ископаемых, в экспериментальной электродинамике для измерения составляющих низкочастотного . электрического поля в проводящих и диэлектрических средах, в метрологии дпя создания образцовых средств измерения низкочастотных и нпфранизкочастотных переменных электрических полей.

Известны устройства для измерения напряженности переменного электричес-. кого поля, содержащие тороидаль ную катушку индуктивности, подключенную ко входу усилителя (катушка индуктивности выполнена на магнитопроводе с высокой магнитной .проницаемостью и представляет собой одновитковый трансформатор), к выходу усилителя подключен регистратор $1 $

Согласование обмотки катушки ин» дуктивности требует применения в иэ" вестном устройстве усилителя с высоким входным сопротивлением, т.е. Применения режима холостого хода одновиткового трансформатора. Это вызывает дифференцирование выходного сигнала датчика, а, следовательно, зави- симость ЭДС обмотки "от частоты измеряемого поля. Возникающие при этом фаэовая и амплитудная погрешности не позволяют получить на выходе устройства неискаженный спектр воздействующего сигнала. При низкой и инфракрасной частоте измеряемого поля чувствительность устройства резко падает (пропорционально частоте). Таким образом, недостатками известных устройств являются низкие точность и чувствительность и ограниченный диапазон измерений в области низких и инфраниэких частот.

Цель изобретения — повьыение точности, чувствительности и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения напря+ женности переменного электрического поля, содержащее одновитковый трансформатор тока, вторичная обмотка ко" торого подключена к входу усилителя, 25 и регистратор, снабжено генератором переменного напряжения и демодулятором, а магнитопровод .трансформатора выполнен с продольным пазом и снабжен дополнительными тремя обмотками, подключенными к генератору, ;3

996956 при этом две обмотки выполнены одинаковыми и нанесены на участки магии« топровода,. разделенные пазом, а регистратор подключен к усилителю через демодулятор.

На чертеже представлена схема устройства для измерения напряженности переменного электрического цоля, Устройство для измерения напря кенности переменного электрического поля содержит одновитковый трансфор матор 1, выполненный на магнитопро)О воде 2, имеющем продольный паз 3.

Вторичная обмотка 4 подключена к входу усилителя 5. Две равные обмотки б и

7 выполнены на участках магнитопрово«. да 2, разделенных пазом 3, и подключены к генератору 8 переменного напряжения. Обмотка 9 магнитопровода

2 также подключена к генератору 8.Выход усилителя 5 через демодулятор 10 подключен к регистратору 11. 20

Устройство работает следующим образомм.

Измеряемое электрическое поле вызывает протекание в среде, ы которую помещен трансформатор 1, переменного 25 электрического тока, например .тока проводимости в проводящей среде..Этот ток создает в магнитопроводе 2 первменное магнитное поле. Через обмотку

9 протекает ток генератора 8, который 30 создает в магннтопроводе 2 магнитное поле накачки. Оба указанных поля в магнитопроводе 2 взаимодействуют друг с другом таким образом, что происходит их суперпозиция, т.е. алгебраи- З5 ческое сложение мгновенных значений.

Через обмотки 6 и <7, выполненные на участках магнитопровода 2, разделен« ных пазом 3, протекает однополупериодный ток генератора 8, создающий на, 40 этих участках равные и встречно на-. правленные большие магнитные поля, изменяющиеся синхронно с частотой генератора 8.. Поэтому ЭДС в обмотке

4 индуцируется только в один полуцериод напряжения генератора 8, напри- 45 мер в отрицательный, за счет модуля« ции магнитного сопротивления магнитопровода 2 токами обмоток б и 7.На усилитель 5 поступает напряжение, пропорционалвное изменению суммарно- 50 го магнитного поля в магнитопроводе

Ъ,изменяющемуся .r. частотой генератора 8. В демодуляторе 10 осуществляется детектирование выходного напряжения усилителя 5, т.е. выделение 55 напряжения, соответствующего информативному сигналу. На регистратор ii поступает сигнал, соответствующий неискаженной форме тока, протекающего

I через отверстие магнитопровода 2.

По сравнению с известными прибора ми в предложенном осуществление в магнитопроводе трансформатора тока суперпозиции магнитных полей, создаваемых током измеряемого электрического поля и генератором переменного напряжения, создание в участках магнитопровода, разделенных пазом, равных и противоположно направленных коммутирующих магнитных полей, изменяющихся с частотой генератора, осуществление .однополупериодной коммутации магнитного сопротивления магниЭ топровода трансформатора с частотой генератора и модуляция магнитного поля генератора переменного напряжения по амплитуде магнитным полем измеряемого сигнала, исключение зависимости ЭДС вторичной обмотки трансформатора от частоты измеряемого сигнала и увеличение ее амплитуды, исключение фаэовой погрещности и обеспечение передачи на регистратор неискаженного спектра воздействующего сигнала — все это позволяет повысить точность, чувствительность (на дватри порядка) и расширить диапазон измерений в сторону низких частот до постоянного тока.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности переменного электрического поля, содержащее одновитковый трансформатор тока, вторичная обмотка которого подключена к входу усилителя, и регистратор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и расширения диапазона измерений, оно снабжено генератором переменного напряжения и демодулятором, а.магнитопровод трансформатора выполнен с продольным пазом и снабжен дополиительнычи тремя обмотками, подключенными.к генератору, при этом две обмотки выполнены одинаковыми и нанесены на участки магнитопровода, разделенные пазом, а регистратор подключен к усилителю через демодулятор. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 317003 кл. G 01 и 29/08, 1970 (прототип)..:996956

Составитель Т. Веремейкина

Редактор К. Вьлощук Техред:.Т.Фанта Корректор Л. Бокшан

Заказ 926/63 Тирак 708 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, й-35, Рауыская наб., д. 4/5

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