RU25094U1 - DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL DIRECTIONS - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL DIRECTIONSInfo
- Publication number
- RU25094U1 RU25094U1 RU2002105791/20U RU2002105791U RU25094U1 RU 25094 U1 RU25094 U1 RU 25094U1 RU 2002105791/20 U RU2002105791/20 U RU 2002105791/20U RU 2002105791 U RU2002105791 U RU 2002105791U RU 25094 U1 RU25094 U1 RU 25094U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spherical
- conductive housing
- electrodes
- electric field
- measuring unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Устройство для измерения напряженности электрического поля по трем ортогональным направлениям, содержащее измерительный блок с дифференциальными входами и датчик, состоящий из сферического проводящего корпуса, трех пар одинаковых проводящих электродов в форме сферических сегментов, ограниченных центральным внешним конусом с углом при вершине θ≤ 90, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и один от другого и расположенных в пространстве так, что прямые соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, при этом каждая пара электродов подсоединена к соответствующим дифференциальным входам измерительного блока, к общей шине которого подсоединен сферический проводящий корпус, отличающееся тем, что в каждом сферическом сегменте вырезаны окна, ограниченные центральным внутренним конусом с углом θ<θпри вершине, выбираемым исходя из требуемых погрешности и пространственного диапазона измерения.A device for measuring electric field strength in three orthogonal directions, comprising a measuring unit with differential inputs and a sensor consisting of a spherical conductive housing, three pairs of identical conductive electrodes in the form of spherical segments bounded by a central outer cone with an angle at the apex θ≤ 90, placed symmetrically on diametrically opposite sections of the spherical conductive housing, isolated from it and one from the other and located in space so that the straight The centers connecting them are mutually orthogonal and intersect in the center of the spherical conductive housing, with each pair of electrodes connected to the corresponding differential inputs of the measuring unit, to the common bus of which a spherical conductive housing is connected, characterized in that windows bounded by a central inner cone are cut out in each spherical segment with an angle θ <θ at the vertex, selected on the basis of the required error and spatial range of measurement.
Description
УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕИНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПО ТРЕМ ОРТОГОНАЛЬНЫМDEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL
НАПРАКИЕНИЯМDIRECTIONS
Полезная модель относится к области измери1ельной техники: и М{5жет быть использована при измерении вектора напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне с повышенной точностью.The utility model relates to the field of measuring technology: and M {5 can be used in measuring the electric field vector in a wide spatial range with increased accuracy.
Известно устройство для измерения напряженности электрического поля по трем ортогональным компонентам 1, содержащее измерительный блок и датчик, выполненный в виде проводящей сферы, на поверхности которой диаметрально противоположно установлены изолированные друг от и от сферы; чувствительные электроды, соединенные с гзмерительным блоком, причем электроды выполнены в виде восьми сферических треугольников, ограниченных тремя взаимно перпендикулярными плоскостями, точка пересечения которых совпадает с центром сферы. Чувствительные электроды соединены между собой через коммутатор, который объединяет их в две труггпы, образуюпще две полусферы, подключенные к измерительном блоку, измеряющему протекающий методу сформирован:нь; ми анектродами электрический ток. Последовательно формируя из электродов пол сферы, разделенные координатными плоскостями YOZ, XOZ и XOY, измеряют составляющие Ех,Еу и EZ вектора напряженности электрического поля Е.A device is known for measuring electric field strength by three orthogonal components 1, comprising a measuring unit and a sensor made in the form of a conducting sphere, on the surface of which are diametrically oppositely mounted isolated from and from the sphere; sensitive electrodes connected to the measuring unit, and the electrodes are made in the form of eight spherical triangles bounded by three mutually perpendicular planes, the intersection point of which coincides with the center of the sphere. Sensitive electrodes are interconnected through a switch, which combines them into two circuits, forming two hemispheres, connected to a measuring unit measuring the flowing method formed: n; mi anecrodes electric current. Sequentially forming half spheres from the electrodes, separated by the coordinate planes YOZ, XOZ and XOY, measure the components Ex, Eu and EZ of the electric field vector E.
Поскольку в этом устройстве электроды объединяются в полусферы, в об1цем случ:ае представляющие собой сферические сегмешы, ограниченные центральным: ко:вусом: с при вер: 11ине 9i 180°, то его можно использ(вать пр:и измерен:и:и напряженности эле:ктрического поля в узком пространственном диапазоне, т.е. на расстояниях от источников поля, значи:тельно превышаюпщх ра:змеры датчика. В этой области эл:ек1фическое поле можно считать однородным. При приближении датчика к источникуSince the electrodes in this device are combined into hemispheres, in the general case: ae are spherical segmes limited by a central: co: cone: with at: 11in 9i 180 °, then it can be used (measured: and: and: elektric field in a narrow spatial range, that is, at distances from field sources, significantly exceeding the size of the sensor: in this area, the electric field can be considered homogeneous. When the sensor approaches the source
гоог1о5Т91goog1o5t91
М.КЛ. G01R29/12 поля электрическое поле становится неоднородным, и появляютсяM.K.L. G01R29 / 12 The electric field becomes inhomogeneous and appears
значительные погрешности измерения с отрицательным знаком. Эти погрешности обусловлены перераспределением зарядов, индуцированных на поверхностях электродов датчика при его пpибJШжeнии к источнику поля или проводяш;им поверхностям.Significant measurement errors with a negative sign. These errors are caused by the redistribution of charges induced on the surfaces of the sensor electrodes when they are brought to the source of the field or by conducting them to the surfaces.
Наиболее близким устройством к заявляемому является устройство для измерения напряженности электрического поля по трем ортогональным направлениям, реализующее метод 2, содержащее измерительный блок с дифференцианьными входами и датчик, состоящий из сферического) проводящего корпуса, трех пар одинаковых проводящих электродов в форме сферьгческих сех ментов, ограниченных центра ьным конусом с при вершине , размещенных симметрично на диаметрапьно противоположных участках сферического проводящего Kopii:yca, изолированно от него и один от другого и расположенных в пространстве так, что прямые соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим дифференциальным входам измерительного блока.The closest device to the claimed one is a device for measuring electric field strength in three orthogonal directions, implementing method 2, comprising a measuring unit with differential inputs and a sensor consisting of a spherical) conducting body, three pairs of identical conductive electrodes in the form of spherical sections, bounded by the center a cone with a vertex placed symmetrically on diametrically opposite sections of the spherical conductive Kopii: yca, isolated from it and one from of the other and located in space so that the direct centers connecting them are mutually orthogonal and intersect in the center of a spherical conductive housing, each pair of electrodes is connected to the corresponding differential inputs of the measuring unit.
Однако это устройство обладает теми же недостатками, что и аналог, но уже со значительны:ми положительными погрешностями.However, this device has the same drawbacks as the analogue, but already with significant: mi positive errors.
Задачей полезной модели является повышение точности измерения вектора напряженности электрического поля в щироком пространственном диапазоне измерения, т.е. на расстояниях от источника поля или проводящих поверхностей соизмеримых с размерами датчика. На таких расстояниях электрическое поле в присутствии датчика обладает си.11ьной неоднородностью.The objective of the utility model is to increase the accuracy of measuring the electric field vector in a wide spatial range of measurement, i.e. at distances from the source of the field or conductive surfaces commensurate with the size of the sensor. At such distances, the electric field in the presence of the sensor has a synchromatic heterogeneity.
Указанная задача достигается тем, что в извec нoм устройстве для измерения напряженности электрического поля по трем ортогональным направлениям, содержащем измерительный блок с дифференциальными входами и датчик, состоящий из сферического проводящего корпуса, трехThis problem is achieved by the fact that in a known device for measuring electric field strength in three orthogonal directions, comprising a measuring unit with differential inputs and a sensor consisting of a spherical conductive housing, three
2 2
пар одинаковых проводящих электродов в форме сферрр1еских сегментов, офаниченных центральным внешним конусом с углом при вершине 6i 90°, размеш;енных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводяш;его корпуса, изолированно от него и один от другого и расположенных в пространстве так, что прямые соединя1ош;ие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, при этом каждая пара электродов подсоединена к соответствующим дифференциальным входам измерительного блока, к общей щине которого подсоединен сферический проводящий корпус, в каждом сферическом сегменте вырезаны окна, ограниченные центральным внутренним конусом с углом 02 в1 при вершрше, выбираемым исходя из требуемых погрешности и пространственного диапазона измерения.pairs of identical conductive electrodes in the form of spherical segments surrounded by a central external cone with an angle at apex of 6 ° 90 °, placed symmetrically on diametrically opposite sections of a spherical conducting wire; its body, isolated from it and one from the other and located in space so that the straight connecting one another; their centers are mutually orthogonal and intersect at the center of the spherical conductive housing, with each pair of electrodes connected to the corresponding differential inputs of the measuring unit, to On the side of which the spherical conductive housing is connected, windows are bounded in each spherical segment, bounded by a central inner cone with an angle of 02 in1 at the top, selected based on the required error and spatial measurement range.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен датчик напряженности электрического поля; на фиг.2. -- электрод , выполненной в виде сферического се1 мента, ограниченного центральным: внешним конусом: с yrjroM вершине и выре: ан:ны:м в не:м окном:, ограниченным: центральным внутрен:ним конусом с углом при на фиг.З - трафики по1ре:шности от неоднородности по.11я в зав:исимости от величины обратной пространственному диапа:юну измерения (где R- радиус корнета датчика, d- расстояние от центра корпуса датчика до источника поля) для случаев, соответствующих аналогу , протоа ипу к зая:вляемо:му устройству :при 9i-90 и различных значений 02 (, и ).The proposed utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows a sensor of electric field strength; figure 2. - an electrode made in the form of a spherical segment bounded by a central: outer cone: with yrjroM apex and cut-out: an: n: m in a not: m window: limited by: a central inner: cone with an angle at in fig.Z - traffic by time: odds from heterogeneity by 11th depending on the reciprocal of the spatial range: the measurement unit (where R is the radius of the sensor’s cornet, d is the distance from the center of the sensor’s body to the field source) for cases corresponding to an analog, prototype : available: to the device: at 9i-90 and various values 02 (, and).
Устройство для измерения напряженности электрического поля по ipeM орто1Ч)нальн:ым направлениям содержит датч:ик., состоящий из сферического проводящего корпуса 1 с радиусом R, трех пар 2-3, 4-5 и 6-7 одинаковых проводяпщх электродов 2-7 в форм:е с(|)еричес:ких сегм:ен1юв, ограниченных центральным внешним конусом с угло:м при верш:ине 0 - 90 , в которых вырезаны окна центральным внутренним конусом с углом 02 при вершине (нечетные электроды 3, 5 и 7 на фиг.1 не показаны). Электроды 2-7The device for measuring the electric field strength in the ipeM ortho-nal) directions contains a sensor: infrared, consisting of a spherical conductive housing 1 with a radius R, three pairs of 2-3, 4-5 and 6-7 identical conductive electrodes 2-7 in forms: f with (|) erical: segments: limited by a central external cone with an angle: m at the top: no 0 - 90, in which windows are cut with a central internal cone with an angle of 02 at the top (odd electrodes 3, 5 and 7 not shown in FIG. 1). Electrodes 2-7
размещены попарно симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса 1, изолированно от него и один от другог о и расположены в пространстве так, что прямы:е соединяюпдие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре О сферического проводящего корпуса 1. Каждая пара электродов 2-3., 4-5 и 6-7 подсоединена к соответствующим дифференциальным входам измерительного блока (не показан), к общей шине которого подсоединен сферический проводящий корпус 1.placed pairwise symmetrically on diametrically opposite sections of the spherical conductive housing 1, isolated from it and one from the other about and located in space so that they are straight: e connecting the centers are mutually orthogonal and intersect in the center O of the spherical conductive housing 1. Each pair of electrodes 2- 3., 4-5 and 6-7 are connected to the corresponding differential inputs of the measuring unit (not shown), to the common bus of which a spherical conductive housing 1 is connected.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При помещенрги датчика в электрическое поле на его проводя 1дих электродах 2-7 индуцир)тотся заряды. Эти заряды вызывают между каждым проводящим электродом 2-7 и сферическим проводящим корпусом датчика 1 электрический ток. Токи с каждой пары диаметрально противоположных проводящих электродов по оси х 2-3, по оси у 4-5, по оси z 6-7 поступают на соответствуюище дифференциальные входы измерительного блока., на выходах которого формируются сигналы, пропорциональные разности зарядов с каждой пары э.11ектродов, т.е. пропорциональные трем составляющим напряженности электрического поля ЕХ, Еу и EZ соответственно. Уменьшение погрешности датчики и расширение пространственного диапазона измерения достигается за счет вырезания окон в сферических сегментах. При этом распределение зарядов, индуцированных на поверхности, полученных таким образом элею родов датчика изменяешься, приближаясь к распределению в однородном поле. Это подтверждает фиг.З, где в качестве примеров приведены графики погрешности от неоднородности электрического поля точечного заряда в зависимости от величины обратной пространственному диапазону измерения (где R- радиус корпуса датчика, d- расстояние от центра корпуса датчика до источника поля) для с.)1учаев, соответствующих аналогу , прототипу и заявляемому устройству при и различных значений 62 (, и ).When a sensor is placed in an electric field, there are charges on its conducting 1dich electrodes 2-7 inductor). These charges cause an electric current between each conductive electrode 2-7 and the spherical conductive housing of the sensor 1. The currents from each pair of diametrically opposite conductive electrodes along the x-axis 2-3, along the y-axis 4-5, along the z-axis 6-7 arrive at the corresponding differential inputs of the measuring unit., The outputs of which generate signals proportional to the charge difference with each pair of e .11 electrodes, i.e. proportional to the three components of the electric field strength EX, Eu and EZ, respectively. Reducing the error of the sensors and expanding the spatial range of measurement is achieved by cutting windows in spherical segments. In this case, the distribution of charges induced on the surface, thus obtained by the elemental genera of the sensor, changes, approaching the distribution in a uniform field. This is confirmed by FIG. 3, where, as examples, the graphs of the error from the inhomogeneity of the electric field of a point charge are plotted as a function of the reciprocal of the spatial measurement range (where R is the radius of the sensor housing, d is the distance from the center of the sensor housing to the field source) for s.) 1 lessons corresponding to the analogue, prototype and the claimed device with and various values of 62 (, and).
4 4
Из графиков фиг.З видно, что вырезание окон в электродах датчика, выиолненных в форме сферических сегментов приводит как к уменьшению иогрешности датчика, так и расширению его пространственного диапазона измерений по сравнению с ан.алогч)м и прототштом. Например, для датчика, имеющего электроды с ра; мерам:и Oi-90° и 02-30° (трафик 1 на фиг.З) при погрешности % пространственный диапазон измерения от со до 1.3-R (.75), для датчика аналога с электродами при той же погрешности в 10 % пространственный диапазон измерения будет от «э до 2.2-R (.45), а для датчика прототипа с электродами при погрешности в 10 % пространственный диапа:юн измерения уже будег от со до 2.8-R (.35).From the graphs of Fig. 3 it can be seen that cutting windows in the sensor electrodes made in the form of spherical segments leads both to a decrease in the error of the sensor and to an expansion of its spatial measurement range in comparison with analogue and prototype. For example, for a sensor having electrodes with pa; measures: both Oi-90 ° and 02-30 ° (traffic 1 in FIG. 3) with an error of% spatial measurement range from s to 1.3-R (.75), for an analog sensor with electrodes with the same error of 10% spatial the measurement range will be from "e to 2.2-R (.45), and for the prototype sensor with electrodes with an error of 10% the spatial range: the measurement unit will already be from co to 2.8-R (.35).
Таким образом, предлагаемая форма электродов да1чика 1:1;озволяет повысить точность и расширить пространственный диапазон измерения в электрштеских полях.Thus, the proposed shape of the electrodes of the sensor is 1: 1; it allows to increase the accuracy and expand the spatial range of measurement in electric fields.
1.А.С. 1689884 СССР, МЕСИ G 01 R 29/12 Устройство для измерения напряженности электростатического поля / Г.Г, Соколов А.Г. JS 724939/21; Заявл. 26.07.89; Опубл. 07.11.91,Бюл. №41.1.A.S. 1689884 USSR, MESI G 01 R 29/12 Device for measuring electrostatic field strength / G.G., Sokolov A.G. JS 724939/21; Claim 07/26/89; Publ. 11/07/91, Bull. No. 41.
2.Horvath Т., Clement G. Measurement of the distortion less electric field intensity of high voltage installations. Third International Symposium on High voltage Engineering. Milan, 28-31 Aug. 1979, p. 44.05/1-44.05/4. Перевод ВЦПЛ Г-21913. -М., -1981. -12 с.2. Horvath T., Clement G. Measurement of the distortion less electric field intensity of high voltage installations. Third International Symposium on High voltage Engineering. Milan, 28-31 Aug. 1979, p. 44.05 / 1-44.05 / 4. Translation of the VTsPL G-21913. -M., -1981. -12 p.
ЛИТЕРАТ ТАLITERATE TA
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105791/20U RU25094U1 (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL DIRECTIONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105791/20U RU25094U1 (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL DIRECTIONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU25094U1 true RU25094U1 (en) | 2002-09-10 |
Family
ID=48284926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002105791/20U RU25094U1 (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL DIRECTIONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU25094U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108828328A (en) * | 2018-04-27 | 2018-11-16 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | Portable three-component submarine electric field instrument |
RU2773868C1 (en) * | 2021-07-09 | 2022-06-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for measuring the electric field strength with a dual sensor |
-
2002
- 2002-03-04 RU RU2002105791/20U patent/RU25094U1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108828328A (en) * | 2018-04-27 | 2018-11-16 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | Portable three-component submarine electric field instrument |
CN108828328B (en) * | 2018-04-27 | 2023-11-28 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | Portable three-component submarine electric field instrument |
RU2773868C1 (en) * | 2021-07-09 | 2022-06-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for measuring the electric field strength with a dual sensor |
RU217326U1 (en) * | 2023-02-13 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | Spherical electric field strength sensor with biangular sensing elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10168398B2 (en) | Magnetic field sensing apparatus | |
US9829524B2 (en) | Electric field sensor | |
CN108717169B (en) | Two-dimensional magnetic field sensor | |
JP2698805B2 (en) | Apparatus for determining the strength and direction of a magnetic field and use of the apparatus | |
CN105388514B (en) | Seismic omnidirectional vector electrostatic suspension detector | |
CN116736199A (en) | Space static magnetic field distribution measurement system and method | |
CN103175989B (en) | Three-dimensional direction test device | |
RU25094U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION THROUGH THREE ORTHOGONAL DIRECTIONS | |
Cerro et al. | On a finite domain magnetic localization by means of TMR triaxial sensors | |
JP2022048253A (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor system | |
RU175038U1 (en) | ELECTRIC FIELD TENSION SENSOR | |
RU174615U1 (en) | ELECTRIC FIELD TENSION SENSOR | |
RU175577U1 (en) | Electric field sensor | |
CN108469593A (en) | A kind of comprehensive magnetic field gradient sensor of high-resolution orthogonal fluxgate based on amorphous wire orthogonal array | |
KR20070057259A (en) | Sensor | |
JP5425671B2 (en) | Magnetic field detector | |
RU29150U1 (en) | Device for measuring electric field strength in three orthogonal directions | |
EP2998757B1 (en) | Magnetic field sensor | |
CN109612375B (en) | Spherical motor rotor position detection method based on Hall element | |
RU181781U1 (en) | ELECTRIC FIELD TENSION SENSOR | |
CN115184697A (en) | Space three-dimensional electric field measuring sensor and measuring method thereof | |
RU29151U1 (en) | Device for measuring electric field strength in three orthogonal directions | |
RU111307U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION | |
CN109061528B (en) | Three-axis planar magnetic sensor based on giant magneto-impedance effect | |
RU2804916C1 (en) | Two-coordinate cylindrical sensor of components of electric field intensity vector |