RU2231802C2 - Procedure measuring intensity of electric field - Google Patents
Procedure measuring intensity of electric field Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231802C2 RU2231802C2 RU2002117402/09A RU2002117402A RU2231802C2 RU 2231802 C2 RU2231802 C2 RU 2231802C2 RU 2002117402/09 A RU2002117402/09 A RU 2002117402/09A RU 2002117402 A RU2002117402 A RU 2002117402A RU 2231802 C2 RU2231802 C2 RU 2231802C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric field
- sensor
- coordinate
- pickup
- sensitive elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне с повышенной точностью.The invention relates to measuring technique and can be used to measure the electric field in a wide spatial range with increased accuracy.
Известен однокоординатный способ измерения напряженности электрического поля [1], основанный на помещении в исследуемое пространство одной пары чувствительных элементов, входящих в общий датчик и находящейся на координатной оси, проходящей через центр датчика, ориентировании этих чувствительных элементов в электрическом поле до момента получения максимальной составляющей и определении модуля вектора напряженности путем измерения этой составляющей.The known one-coordinate method of measuring electric field strength [1], based on placing in the space under study one pair of sensitive elements included in the common sensor and located on the coordinate axis passing through the center of the sensor, orienting these sensitive elements in the electric field until the maximum component is obtained and determining the modulus of the tension vector by measuring this component.
Достоинство такого способа измерения напряженности электрического поля, заключается в том, что устройство, реализующее этот способ, имеет узкий диапазон входных сигналов и простую схемную реализацию.The advantage of this method of measuring electric field strength is that the device that implements this method has a narrow range of input signals and a simple circuit implementation.
Недостатком этого способа является сложность отыскания максимальной составляющей, поскольку требуется поворачивать датчик в трех его плоскостях, и низкая точность измерения вектора напряженности неоднородного электрического поля.The disadvantage of this method is the difficulty of finding the maximum component, since it is required to rotate the sensor in its three planes, and the low accuracy of measuring the vector of the intensity of the inhomogeneous electric field.
Известен также двухкоординатный способ измерения напряженности электрического поля [2], основанный на помещении в исследуемое пространство двух пар чувствительных элементов, входящих в общий датчик и находящихся на двух координатных осях, проходящих через центр датчика, ориентировании этих чувствительных элементов в двух плоскостях датчика, измерении двух его составляющих и определении модуля вектора напряженности путем геометрического суммирования измеренных составляющих.There is also a two-coordinate method for measuring electric field strength [2], based on placing two pairs of sensitive elements in the space under study that are part of a common sensor and located on two coordinate axes passing through the center of the sensor, orienting these sensitive elements in two sensor planes, measuring two its components and determining the modulus of the vector of tension by geometric summation of the measured components.
Недостатком этого способа также является сложность отыскания максимальной составляющей, низкая точность измерения вектора напряженности неоднородного электрического поля, узкий пространственный диапазон измерения и расширенный диапазон входных сигналов устройства, реализующего этот способ.The disadvantage of this method is the difficulty of finding the maximum component, low accuracy of measuring the vector of the intensity of an inhomogeneous electric field, a narrow spatial range of measurement and an extended range of input signals of a device that implements this method.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ измерения напряженности электрического поля [3], заключающийся в том, что в исследуемое пространство одновременно помещают три пары чувствительных элементов, входящих в общий датчик, симметрируют наружную поверхность датчика относительно координатных плоскостей, располагают центры наружных поверхностей чувствительных элементов попарно на трех осях выбранной системы координат симметрично относительно его начала с последующим измерением трех координатных составляющих и определением напряженности измеряемого поля путем геометрического суммирования этих составляющих.Closest to the claimed method is a method of measuring electric field strength [3], which consists in the fact that three pairs of sensitive elements included in a common sensor are simultaneously placed in the space under study, the outer surface of the sensor is symmetric relative to the coordinate planes, the centers of the outer surfaces of the sensitive elements are placed in pairs on the three axes of the selected coordinate system symmetrically with respect to its origin, followed by measurement of the three coordinate components and determine By measuring the intensity of the measured field by geometric summation of these components.
Общим недостатком известных способов и прототипа является то, что их можно использовать при измерении напряженности электрического поля в узком пространственном диапазоне, т.е. на расстоянии от источников поля и проводящих поверхностей, значительно превышающих размеры датчика. В этой области электрическое поле можно считать однородным. При приближении датчика к источнику поля или проводящим поверхностям электрическое поле становится неоднородным и появляется зависимость измеряемой напряженности от ориентации датчика, что приводит к значительным погрешностям измерения.A common disadvantage of the known methods and prototype is that they can be used to measure the electric field in a narrow spatial range, i.e. at a distance from field sources and conductive surfaces significantly exceeding the size of the sensor. In this region, the electric field can be considered homogeneous. When the sensor approaches the field source or conductive surfaces, the electric field becomes inhomogeneous and a dependence of the measured intensity on the orientation of the sensor appears, which leads to significant measurement errors.
Кроме этого, устройства, реализующие эти способы, имеют расширенные диапазоны измерения входных сигналов и обладают повышенной сложностью реализации.In addition, devices that implement these methods have extended ranges for measuring input signals and have increased implementation complexity.
Задача изобретения - осуществление возможности измерения вектора напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне с повышенной точностью и упрощения отыскания максимальной составляющей вектора напряженности электрического поля и схемной реализации устройства по этому способу.The objective of the invention is the implementation of the possibility of measuring the electric field vector in a wide spatial range with increased accuracy and simplifying the search for the maximum component of the electric field vector and circuit design of the device using this method.
Задача достигается путем помещения в исследуемое пространство одновременно трех пар проводящих чувствительных элементов, входящих в общий датчик, симметрировании наружных поверхностей датчика относительно координатных плоскостей с расположением центров поверхностей чувствительных элементов попарно на трех осях выбранной системы координат симметрично относительно ее начала, при этом датчик ориентируют и затем поддерживают так, чтобы вектор напряженности электрического поля совпал с одной из координатных осей датчика, т.е. чтобы его составляющая по этой координатной оси была максимальна, а конфигурацию и размер чувствительных элементов, а также пространственный диапазон измерения выбирают исходя из требуемой погрешности. При этом модуль вектора напряженности электрического поля определяют измерением составляющей этого вектора по одной из координатных осей датчика, совпадающей с направлением вектора напряженности.The task is achieved by placing at the same time three pairs of conductive sensitive elements included in the common sensor in the space under study, balancing the outer surfaces of the sensor relative to the coordinate planes with the location of the centers of the surfaces of the sensitive elements in pairs on the three axes of the selected coordinate system symmetrically relative to its beginning, the sensor being oriented and then support so that the electric field vector coincides with one of the coordinate axes of the sensor, i.e. so that its component along this coordinate axis is maximum, and the configuration and size of the sensitive elements, as well as the spatial measurement range, are selected based on the required error. In this case, the modulus of the electric field vector is determined by measuring the component of this vector along one of the coordinate axes of the sensor, which coincides with the direction of the electric vector.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена структурная схема устройства для измерения напряженности электрического поля, реализующая способ; на фиг.2. - пример одной из возможных форм чувствительных элементов 1-6 датчика, выполненной, в общем случае, в виде сферического слоя с внешним θ1 и внутренним θ2 угловыми размерами.The proposed method is illustrated by drawings, where figure 1 shows a structural diagram of a device for measuring electric field strength that implements the method; figure 2. - an example of one of the possible forms of sensitive elements 1-6 of the sensor, made, in the General case, in the form of a spherical layer with an external θ 1 and internal θ 2 angular dimensions.
Чувствительные элементы 1-6 представляют собой наружные сферические поверхности, симметричные относительно плоскостей декартовой системы координат, например, в трех ординатах тела 7, представляющего из себя, в частном случае, шар или сферу. Центры 8-13 этих поверхностей попарно расположены на осях той же системы координат симметрично относительно ее начала 14. Чувствительные элементы, представляющие собой сферические сегменты, слои, квадраты, соединены, в частном случае, через резисторы, а в общем случае через дифференциальные преобразователи 15-17, и устройство 18 выделения наибольшей из трех составляющей вектора напряженности по координатным осям датчика, выход которого соединен с входом измерительного прибора 19, отградуированного в единицах напряженности электрического поля.Sensitive elements 1-6 are external spherical surfaces symmetrical with respect to the planes of the Cartesian coordinate system, for example, in three ordinates of the body 7, which is, in a particular case, a ball or sphere. The centers 8-13 of these surfaces are arranged in pairs on the axes of the same coordinate system symmetrically relative to its
Способ измерения реализуется следующим образом. Датчик с чувствительными элементами помещают в пространство исследуемого поля. Ориентируют датчик в поле так, чтобы одна из его составляющих достигла максимального значения, наступающего в момент совпадения направления вектора напряженности электрического поля с одной из координатных осей датчика. Удерживая датчик в этом положении, измеряют модуль вектора напряженности электрического поля в этом координатном направлении. Размер чувствительных элементов, выполненных в форме сферических сегментов, а также пространственный диапазон измерения выбирают исходя из требуемой погрешности согласно таблице 1 или таблице 2.The measurement method is implemented as follows. A sensor with sensitive elements is placed in the space of the investigated field. Orient the sensor in the field so that one of its components reaches the maximum value that occurs when the direction of the electric field vector coincides with one of the coordinate axes of the sensor. Holding the sensor in this position, measure the modulus of the electric field vector in this coordinate direction. The size of the sensitive elements made in the form of spherical segments, as well as the spatial measurement range, are selected based on the required error according to table 1 or table 2.
В таблицах параметр aмакс=R/dмин, где R - радиус сферического корпуса датчика; dмин - минимально возможное расстояние от центра датчика до источника поля при требуемой погрешности.In the tables, the parameter a max = R / d min , where R is the radius of the spherical body of the sensor; d min - the minimum possible distance from the center of the sensor to the source of the field with the required error.
Таким образом, пространственный диапазон измерения датчика будет находиться в пределах от dмин=R/амaкc до ∞. Следовательно, чем больше амакс, тем шире пространственный диапазон и тем ближе к источнику поля можно располагать датчик.Thus, the spatial measurement range of the sensor will be in the range from d min = R / a max to ∞. Therefore, the larger the max , the wider the spatial range and the closer to the field source the sensor can be located.
Используя предлагаемый способ измерения и при правильном выборе конфигурации и размеров чувствительных элементов, можно добиться погрешности измерения менее ±2% на расстояниях от источника поля и проводящих поверхностей, больших или равных 2R, где R - радиус сферического корпуса датчика. Кроме этого, упрощаются процесс отыскания максимального значения и устройство обработки сигналов датчика, а также сужается диапазон входных сигналов устройства.Using the proposed measurement method and with the correct selection of the configuration and size of the sensitive elements, it is possible to achieve a measurement error of less than ± 2% at distances from the field source and conductive surfaces greater than or equal to 2R, where R is the radius of the spherical body of the sensor. In addition, the process of finding the maximum value and the device for processing sensor signals are simplified, and the range of input signals of the device is narrowed.
Источники информацииSources of information
1. Морозов Ю.А., Громов О.М. Прибор для измерения напряженности электрического поля промышленной частоты // Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС. - М.: Профиздат. - 1970. - Вып. 65.- С.41-44.1. Morozov Yu.A., Gromov O.M. A device for measuring the electric field of industrial frequency // Scientific works of labor protection institutes of the All-Union Central Council of Trade Unions. - M.: Profizdat. - 1970. - Vol. 65.- P.41-44.
2. Bocker H., Wilhelmy L. Messung der elektrischen Feldstarke bei hohen transienten und periodisch zeitabhangigen Spannungen // Elektrotechniche zeitschrift. - 1970. - A91. - №8. - S.427-430.2. Bocker H., Wilhelmy L. Messung der elektrischen Feldstarke bei hohen transienten und periodisch zeitabhangigen Spannungen // Elektrotechniche zeitschrift. - 1970. - A91. - No. 8. - S.427-430.
3. A.c. СССР. 473128, МКИ G 01 R 29/14. Способ измерения напряженности электрического поля / B.C Аксельрод, К.Б.Щегловский, В.А.Мондрусов. Опубл. 1975, БИ №21.3. A.c. USSR. 473128, MKI G 01 R 29/14. A method of measuring electric field strength / B.C Axelrod, K. B. Shcheglovsky, V. A. Mondrusov. Publ. 1975, BI No. 21.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002117402/09A RU2231802C2 (en) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | Procedure measuring intensity of electric field |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002117402/09A RU2231802C2 (en) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | Procedure measuring intensity of electric field |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002117402A RU2002117402A (en) | 2003-12-27 |
RU2231802C2 true RU2231802C2 (en) | 2004-06-27 |
Family
ID=32845789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002117402/09A RU2231802C2 (en) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | Procedure measuring intensity of electric field |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231802C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102360042A (en) * | 2011-09-30 | 2012-02-22 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | All-weather power-frequency electric field measuring device |
CN103412197A (en) * | 2013-06-05 | 2013-11-27 | 天津学子电力设备科技有限公司 | Laser induced thermal pulse polymer dielectric space charge measuring device and method |
CN103954849A (en) * | 2014-05-12 | 2014-07-30 | 中国科学院上海高等研究院 | Electric field detection device |
CN106855536A (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-16 | 国网智能电网研究院 | High voltage direct current cable space charge two-dimensional imaging method based on pulse electroacoustic method |
RU2799666C1 (en) * | 2023-02-15 | 2023-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | Method for measuring the electric field strength by one component |
-
2002
- 2002-06-28 RU RU2002117402/09A patent/RU2231802C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102360042A (en) * | 2011-09-30 | 2012-02-22 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | All-weather power-frequency electric field measuring device |
CN103412197A (en) * | 2013-06-05 | 2013-11-27 | 天津学子电力设备科技有限公司 | Laser induced thermal pulse polymer dielectric space charge measuring device and method |
CN103412197B (en) * | 2013-06-05 | 2016-08-10 | 天津学子电力设备科技有限公司 | A kind of induced with laser thermal pulse polymeric dielectric space charge measurement method |
CN103954849A (en) * | 2014-05-12 | 2014-07-30 | 中国科学院上海高等研究院 | Electric field detection device |
CN106855536A (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-16 | 国网智能电网研究院 | High voltage direct current cable space charge two-dimensional imaging method based on pulse electroacoustic method |
CN106855536B (en) * | 2015-12-09 | 2019-10-15 | 国网智能电网研究院 | High voltage direct current cable space charge two-dimensional imaging method based on pulse electroacoustic method |
RU2799666C1 (en) * | 2023-02-15 | 2023-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | Method for measuring the electric field strength by one component |
RU2800074C1 (en) * | 2023-02-15 | 2023-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | Method for measuring the electric field strength by the equality of three components |
RU2804916C1 (en) * | 2023-07-11 | 2023-10-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Two-coordinate cylindrical sensor of components of electric field intensity vector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2388003C1 (en) | Method for electric field intensity measurement | |
ES2869524T3 (en) | IMU Calibration | |
US6493956B1 (en) | Gauge for calibrating three-dimensional coordinate measuring machine and method for calibrating three-dimensional coordinate measuring machine using the gauge | |
Yang et al. | Binocular vision-based method used for determining the static and dynamic parameters of the long-stroke shakers in low-frequency vibration calibration | |
RU2231802C2 (en) | Procedure measuring intensity of electric field | |
US20140371631A1 (en) | Mobile device for an electronic stethoscope including an electronic microphone and a unit for detecting the position of the mobile device | |
CN102353345A (en) | Curvature radius measuring method | |
RU2214611C2 (en) | Procedure measuring intensity of electric field | |
RU2200330C2 (en) | Procedure measuring intensity of electric field | |
TW200841981A (en) | Laser array measurement system for testing three dimensional positioning performance, measuring three dimensional orbit and straightness of arbitrary axis | |
RU2799972C1 (en) | Method for measuring the electric field strength by the equality of two components | |
RU2190232C1 (en) | Procedure measuring parameters of electric field | |
RU2799666C1 (en) | Method for measuring the electric field strength by one component | |
CN115728829A (en) | Magnetic target positioning method based on magnetic gradient full tensor | |
RU2190233C1 (en) | Method measuring intensity of electric field | |
RU81579U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION | |
Khyam et al. | High precision ultrasonic positioning using phase correlation | |
RU80242U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION | |
RU2774056C1 (en) | Method for measuring the electric field strength with determination of the maximum error | |
RU215001U1 (en) | Electric field strength sensor with sensitive elements in the form of a spherical bicagon | |
RU2776097C1 (en) | Method for measuring the electric field intensity using a dual-type sensor | |
RU214868U1 (en) | Electric field strength sensor with sensing elements in the form of a spherical rectangle | |
JP2012103207A (en) | Output correction circuit of magnetic sensor, output correction method of magnetic sensor, and azimuth angle measurement device | |
JPWO2020145344A1 (en) | Calibration method of magnetic field calibration device and magnetic measurement device using it | |
RU217326U1 (en) | Spherical electric field strength sensor with biangular sensing elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070629 |