RU24567U1 - Устройство для измерения напряженности электрического поля - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее сферический датчик с размещенными на его поверхности тремя парами электропроводящих чувствительных элементов, попарно подключенных к входам дифференциальных преобразователей, и измерительный прибор, отличающееся тем, что на поверхности датчика дополнительно размещают N пар одинаковых проводящих чувствительных элементов с расположением их центров попарно на соответствующих N равномерно расположенных осях многокоординатной системы координат симметрично относительно ее начала, и дополнительно вводят N дифференциальных преобразователей, входы которых соединены с соответствующей парой чувствительных элементов, коммутатор сигналов с N сигнальными входами, соединенными с выходами соответствующих дифференциальных преобразователей, генератор, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход - с входом измерительного прибора.

Description

2002101058

Illjiilplllllie М.КЛ. G OIR 29/08

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НОЛЯ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения вектора напряженности электрического поля без ориентации датчика.

Известно устройство для измерения напряженности электрического поля 1, содержащее однокоординатный дифференциальный датчик с одной парой одинаковых проводящих чувствительных элементов, попарно расположенных на координатной оси, с началом координат, совмещенным с центром корпуса датчика, дифференциальный преобразователь выходного сигнала датчика, первый вход которого соединен с первым чувствительным элементом, а второй вход - со вторым чувствительным элементом датчика, а его выход соединен с измерительным прибором, при этом датчик ориентируют так, чтобы вектор напряженности электрического поля совпадал с направлением координатной оси датчика.

Достоинством этого устройства является простота схемной реализации, а его недостатком - сложность процесса измерения, вызванная необходимостью ориентации электродов датчика по направлению электрического поля.

Известно также устройство для измерения напряженности электрического поля 2, содержащее сферический датчик с размещенными на его поверхности тремя парами электропроводящих чувствительных элементов попарно подключенных к входам дифференциальных усилителей, выходы которых соединены со входами квадраторов, а выходы квадраторов через сумматор соединены с входом корнеизвлекателя, выход которого подключен ко входу измерительного прибора.

Достоинством этого устройства является простота процесса измерения, т.к. не требуется ориентировать датчик в электрическом поле, а недостатком - сложность схемной реализации.

Задача полезной модели - осуществление возможности измерения вектора напряженности без ориентации датчика в электрическом поле при простой схемной реализации.

Указанная задача достигается тем, что в известное устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее сферический датчик с размещенными на его поверхности тремя парами электропроводящих чувствительных элементов попарно подключенных к входам дифференциальных преобразователей и измерительный прибор, дополнительно введены N пар одинаковых проводящих чувствительных элементов расположенных на поверхности датчика и с размещением их центров попарно на соответствующих N равномерно расположенных осях многокоординатной системы координат симметрично относительно её начала, N дифференциальных преобразователей, входы которых соединены с соответствующей парой чувствительных элементов, коммутатор сигналов с N сигнальными входами, соединенными с выходами соответствующих дифференциальных преобразователей, генератор, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход - с входом измерительного прибора.

Полезная модель поясняется фиг.1 и фиг.2 , где на фиг.1 изображен многоэлектродный датчик с N парами чувствительных элементов, а на фиг.2 - схема устройства полезной модели.

Устройство для измерения напряженности электрического поля содержит датчик 1, с расположенными на его поверхности N пар чувствительных элементов 43i-432N- Чувствительные элементы 43i-432N представляют собой наружные поверхности сферических сегментов, симметричных относительно плоскостей многокоординатной системы координат, например, в N ординатах тела датчика 1, представляющего собой в частном случае сферу. Центры этих поверхностей попарно расположены на осях Х, X2,... той же системы координат симметрично относительно её

начала, совмещенного с центром 2 тела датчика 1, дифференциальные преобразователи ДП - коммутатор сигналов (далее коммутатор) 3 с N входами; генератор 4; амплитудный детектор 5 и измерительный прибор 6. Каждая пара диаметрально противоположных чувствительных элементов 43i-432N находящаяся на одной координатной оси соединена между собой с входами дифференциальных преобразователей ДП ... ДПк, выходы которых через коммутатор 3 соединены с амплитудным детектором 5 и измерительным прибором 6, отградуированным в единицах измеряемой напряженности электрического поля, при этом выход генератора 4 соединен с управляющим входом коммутатора 3. Полезная модель работает следующим образом. Датчик с чувствительными элементами ЧЭ1...ЧЭм помещают в пространство исследуемого поля. При этом на чувствительных элементах индуцируются электрические заряды, изменение которых вызывает на выходах дифференциальных преобразователей ДП1...ДПк переменные напряжения. Эти напряжения, пропорциональные составляющим El... вектора напряженности измеряемого электрического поля по соответствующим координатным осям датчика, максимальная из которых близка или совпадает с направлением и модулем этого вектора одновременно поступают на соответствующие входы коммутатора 3. На выходе генератора 4 формируются прямоугольные импульсы, периодически коммутирующие коммутатор 3. При поступлении импульсов на управляющий вход коммутатора 3, в нем происходит поочередное соединение входов с выходом. Предположим, что в исходном состоянии импульс на выходе генератора 3 отсутствует. Коммутатор 3 находится в первом положении, т.е. его выход соединен с первым входом. При этом на выходе коммутатора 3 появляется напряжение UI kE. Через половину периода автоколебаний после включения устройства, на выходе генератора 4 формируются импульс, поступающий на управляющий вход коммутатора 3. Коммутатор 3 переключается во второе положение и его второй вход соединяется с

выходом. При этом на выходе коммутатора 3 появляется напряжение U2 kE. Далее второй импульс с генератора 4 переключает коммутатор 3 в третье положение и его третий вход соединяется с выходом. При этом на выходе коммутатора 3 появляется напряжение U3 kE., и так далее. С

приходом N-ro импульса коммутатор 3 устанавливается в первое положение и его первый вход соединяется с выходом. Далее процесс повторяется. Таким образом с помощью коммутатора 3, управляемого импульсами с генератора 4 осуществляется опрос выходных сигналов дифференциальных преобразователей и поочередное подключение их выходов к входу амплитудного детектора 5. Амплитудный детектор 5 осуществляет выделение максимального из всех опрошенных сигналов. Измеряя, этот максимальный сигнал с помощью измерительного прибора 6, определяют модуль вектора напряженности измеряемого электрического поля.

Используя предлагаемую полезную модель можно измерять модуль вектора напряженности без ориентации датчика в электрическом поле при простой схемной реализации.

1.Мисакян М., Коттер Ф.Р., Калер Р.Л. Миниатюрный датчик электрического поля // Приборы для научных исследований. - 1978. №7. -С.52-55.

2.Свидетельство на полезную модель № 19419 (Россия), МКИ G01R 29/08. Устройство для измерения напряженности электрического поля /С.В. Бирюков, А.С. Шиликов. Опубл. 27.08.2001, Бюллетень № 24.

Литература

Claims (1)

1. Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее сферический датчик с размещенными на его поверхности тремя парами электропроводящих чувствительных элементов, попарно подключенных к входам дифференциальных преобразователей, и измерительный прибор, отличающееся тем, что на поверхности датчика дополнительно размещают N пар одинаковых проводящих чувствительных элементов с расположением их центров попарно на соответствующих N равномерно расположенных осях многокоординатной системы координат симметрично относительно ее начала, и дополнительно вводят N дифференциальных преобразователей, входы которых соединены с соответствующей парой чувствительных элементов, коммутатор сигналов с N сигнальными входами, соединенными с выходами соответствующих дифференциальных преобразователей, генератор, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход - с входом измерительного прибора.