RU2553572C1 - Electrical field reproduction device - Google Patents
Electrical field reproduction device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553572C1 RU2553572C1 RU2014104051/07A RU2014104051A RU2553572C1 RU 2553572 C1 RU2553572 C1 RU 2553572C1 RU 2014104051/07 A RU2014104051/07 A RU 2014104051/07A RU 2014104051 A RU2014104051 A RU 2014104051A RU 2553572 C1 RU2553572 C1 RU 2553572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rings
- parts
- electric field
- ring
- height
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в качестве образцового источника равномерного переменного электрического поля в заданном объеме рабочей зоны.The invention relates to the field of electrical measurements and can be used as an exemplary source of a uniform alternating electric field in a given volume of the working area.
Известны установки воспроизведения единицы напряженности электрического поля промышленной частоты типа П1-11, П1-12, предназначенные для создания равномерного переменного электрического поля. Установки применяются при поверке и калибровке измерителей напряженности электрического поля промышленной частоты, помещаемых в рабочую зону этих установок. Принцип действия установок основан на явлении образования однородного электрического поля в пространстве между двумя параллельными проводящими пластинами, образующими плоский конденсатор. Подача переменного напряжения на пластины осуществляется в противофазе, в результате в пространстве между пластинами конденсатора образуется однородное электрическое поле, которое может быть использовано как мера напряженности электрического поля.Known installation of reproducing a unit of electric field intensity of industrial frequency type P1-11, P1-12, designed to create a uniform alternating electric field. The installations are used in the verification and calibration of electric field strength meters of industrial frequency placed in the working area of these installations. The principle of operation of the installations is based on the phenomenon of the formation of a uniform electric field in the space between two parallel conductive plates forming a flat capacitor. An alternating voltage is applied to the plates in antiphase; as a result, a uniform electric field is formed in the space between the plates of the capacitor, which can be used as a measure of the electric field strength.
В качестве прототипа (см. приложение) принята установка воспроизведения единицы напряженности электрического поля на базе кольцевого конденсатора, который представляет собой два металлических кольцевых электрода диаметром D=2R=1 м, расположенных коаксиально на расстоянии 3D=3 м. Диаметр электродов и расстояние между ними определяется из условия получения наибольшей однородности электрического поля в рабочей зоне. При этом верхняя граничная частоты работы установки составляет всего 200 кГц.As a prototype (see the appendix), a unit for reproducing a unit of electric field strength based on a ring capacitor is adopted, which is two metal ring electrodes with a diameter of D = 2R = 1 m, located coaxially at a distance of 3D = 3 m. The diameter of the electrodes and the distance between them is determined from the condition of obtaining the greatest uniformity of the electric field in the working area. Moreover, the upper cutoff frequency of the installation is only 200 kHz.
Недостатком вышеуказанных установок является то обстоятельство, что размеры пластин или колец конденсатора и расстояние между ними определяются требуемыми размерами рабочей зоны установки (область с заданной неоднородностью электрического поля и размещения в ней испытуемой антенны) и условием получения максимальной однородности электрического поля внутри рабочей зоны.The disadvantage of the above installations is the fact that the dimensions of the plates or rings of the capacitor and the distance between them are determined by the required dimensions of the installation working area (the area with a given inhomogeneity of the electric field and the placement of the antenna under test) and the condition for obtaining the maximum uniformity of the electric field inside the working area.
Увеличение размеров рабочей зоны кольцевого или плоского конденсатора приводит к существенному увеличению габаритных размеров самой установки, снижению верхней граничной частоты ее работы, возрастанию неоднородности поля в объеме рабочей зоны и уменьшению максимально воспроизводимой напряженности электрического поля при неизменной входной мощности.An increase in the size of the working zone of an annular or flat capacitor leads to a substantial increase in the overall dimensions of the installation itself, a decrease in the upper cutoff frequency of its operation, an increase in field inhomogeneity in the volume of the working zone, and a decrease in the maximum reproducible electric field strength with a constant input power.
Технической задачей предлагаемого решения является увеличение объема рабочей зоны (при несущественном увеличении габаритов установки) и повышение верхней граничной частоты воспроизведения электрического поля при сохранении однородности электрического поля в рабочей зоне устройства.The technical objective of the proposed solution is to increase the volume of the working area (with a slight increase in the dimensions of the installation) and increase the upper cutoff frequency of the reproduction of the electric field while maintaining the uniformity of the electric field in the working area of the device.
Сущность технического решения заключается в том, что в устройстве воспроизведения электрического поля, включающем окружающий рабочую зону конденсатор с соосно расположенными двумя металлическими кольцами (кольцевыми электродами), закрепленными на диэлектрических стойках, и согласованные нагрузки, кольцевой конденсатор выполнен из набора (больше двух) соосно расположенных тонкостенных (металлических) пластинчатых колец (электродов) одинаковой высоты с равными промежутками (по высоте) между ними, каждое кольцо разрезано на четыре равные части (сегменты), расположенные на равных промежутках друг от друга в диаметральной плоскости, при этом каждые две части (сегменты) соседних колец образуют с определенным волновым сопротивлением отрезок линии передачи, на концах которых включены согласованные нагрузки, а входом высокочастотного напряжения является зазор между соседними кольцами посередине соответствующих частей (сегментов).The essence of the technical solution lies in the fact that in the device for reproducing the electric field, including the capacitor surrounding the working zone, with two metal rings coaxially arranged (ring electrodes) mounted on dielectric racks and coordinated loads, the ring capacitor is made of a set (more than two) coaxially arranged thin-walled (metal) plate rings (electrodes) of the same height with equal gaps (in height) between them, each ring is cut into four equal n parts (segments) located at equal intervals from each other in the diametrical plane, while every two parts (segments) of adjacent rings form with a certain wave impedance a segment of the transmission line, at the ends of which matched loads are included, and the gap between the high-frequency voltage is adjacent rings in the middle of the corresponding parts (segments).
На рисунке схематически изображены: фиг.1 - общий вид устройства; фиг.2 - вид прямо на фиг.1; фиг.3 - вид сверху на фиг.1.The figure schematically shows: figure 1 - General view of the device; figure 2 is a view directly in figure 1; figure 3 is a top view of figure 1.
Устройство для воспроизведения электрического поля представляет собой цилиндрическую структуру (фиг.1), выполненную на основе окружающего рабочую зону 1 кольцевого конденсатора в виде набора из соосно (друг над другом) расположенных пяти тонкостенных, металлических пластинчатых колец (кольцевых электродов) 2, закрепляемых на диэлектрических стойках. Кольца 2 выполнены одинаковой высоты H и расположены с равными промежутками (по высоте) между ними h. Каждое кольцо 2 разрезано на четыре равные части (сегменты), отстоящие по окружности на равных промежутках L друг от друга (в диаметральной плоскости), и расположены друг над другом симметрично относительно соответствующих частей других колец, при этом каждые две части (сегменты) соседних колец образуют (фиг.2) отрезок двухпроводной линии передачи с волновым сопротивлением 100 Ом, на концах которого включены согласованные нагрузки 3 (резисторы номиналом 200 Ом), а входом 4 высокочастотного напряжения является зазор между соседними кольцами посередине соответствующих частей (сегментов). У каждого входа предусмотрен согласующий переход 5 в зазоре между кольцевыми элементами.A device for reproducing an electric field is a cylindrical structure (Fig. 1) made on the basis of a ring capacitor surrounding a working
Все составные части устройства проводящие. Части колец, расположенные друг над другом, вместе с переходами можно выполнить на одной печатной плате из тонкого стеклотекстолита. Затем получившиеся четыре платы закрепить на диэлектрической пространственной раме (стойке) 6, которая обеспечит требуемый радиус изгиба плат, расстояние между ними и жесткость конструкции.All components of the device are conductive. Parts of the rings located one above the other, together with the transitions, can be made on a single printed circuit board made of thin fiberglass. Then, fix the resulting four boards on a dielectric spatial frame (rack) 6, which will provide the required radius of bending of the boards, the distance between them and the structural rigidity.
Работа устройства заключается в преобразовании кольцевым конденсатором, выполненным в виде полого разрезанного цилиндра, высокочастотного напряжения, поступающего от генератора сигналов (на рисунке не показан) между соответствующими частями соседних колец в каждый зазор между кольцами посередине частей, в напряженность электрического поля.The operation of the device is to convert a ring capacitor, made in the form of a hollow cut cylinder, of the high-frequency voltage coming from the signal generator (not shown in the figure) between the corresponding parts of adjacent rings into each gap between the rings in the middle of the parts, into the electric field strength.
Такая конструкция устройства в итоге имеет 16 независимых симметричных синфазных входов и состоит из 16 отрезков линий передачи, которые окружают рабочую зону и создают в ней электрическое поле требуемой однородности (напряженность которого пропорциональна протекающему по сегментам току, создающему падение напряжения на резисторах). Установка способна работать на частотах до 300 МГц за счет возбуждения вдоль всего контура кольца равномерным по амплитуде током. Все это позволяет воспроизводить равномерное электрическое поле внутри конденсатора при приемлемых размерах установки и достаточно большой рабочей зоне. Габариты всего устройства (диаметр 1 метр, высота около 2 метров) не намного превышают размеры рабочей зоны (цилиндр с диаметром основания 0,6 м и высотой 1.4 м).This design of the device as a result has 16 independent symmetric common-mode inputs and consists of 16 segments of transmission lines that surround the working area and create an electric field of the required uniformity in it (the voltage of which is proportional to the current flowing through the segments, creating a voltage drop across the resistors). The facility is capable of operating at frequencies up to 300 MHz due to excitation along the entire loop of the ring with a current uniform in amplitude. All this allows you to reproduce a uniform electric field inside the capacitor at an acceptable installation size and a sufficiently large working area. The dimensions of the entire device (
Количество выполняемых разрезов колец зависит от диапазона рабочих частот. Результаты экспериментального исследования показали, что для диапазона частот до 300 МГц оптимальное количество составляет 4 разреза.The number of ring cuts performed depends on the range of operating frequencies. The results of an experimental study showed that for the frequency range up to 300 MHz, the optimal amount is 4 sections.
Устройство воспроизведения электрического поля используется в качестве рабочего эталона при калибровке и поверке рабочих средств измерений переменного электрического поля.A device for reproducing an electric field is used as a working standard in the calibration and verification of working instruments for measuring an alternating electric field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104051/07A RU2553572C1 (en) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Electrical field reproduction device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104051/07A RU2553572C1 (en) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Electrical field reproduction device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553572C1 true RU2553572C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014104051/07A RU2553572C1 (en) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Electrical field reproduction device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553572C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU83485A1 (en) * | 1949-07-18 | 1949-11-30 | М.Д. Абрамсон | Dual three-lined protective paper capacitor with foil as windings |
SU422048A1 (en) * | 1972-02-02 | 1974-03-30 | А. В. гкалёв | VARIABLE CAPACITOR |
US4025913A (en) * | 1975-12-22 | 1977-05-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electrical field sensing and transmitting apparatus |
US4424481A (en) * | 1980-02-22 | 1984-01-03 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.) | Apparatus for measuring an electrical field |
RU23687U1 (en) * | 2001-12-06 | 2002-06-27 | Омский государственный технический университет | INDUSTRIAL FREQUENCY ELECTRIC FIELD MEASUREMENT DEVICE GRADING DEVICE |
RU2442183C1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-02-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Sensor for measuring of the electrostatic field |
RU2492542C2 (en) * | 2008-02-19 | 2013-09-10 | Бэтскеп | Multiple-coil supercapacitor |
-
2014
- 2014-02-05 RU RU2014104051/07A patent/RU2553572C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU83485A1 (en) * | 1949-07-18 | 1949-11-30 | М.Д. Абрамсон | Dual three-lined protective paper capacitor with foil as windings |
SU422048A1 (en) * | 1972-02-02 | 1974-03-30 | А. В. гкалёв | VARIABLE CAPACITOR |
US4025913A (en) * | 1975-12-22 | 1977-05-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electrical field sensing and transmitting apparatus |
US4424481A (en) * | 1980-02-22 | 1984-01-03 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.) | Apparatus for measuring an electrical field |
RU23687U1 (en) * | 2001-12-06 | 2002-06-27 | Омский государственный технический университет | INDUSTRIAL FREQUENCY ELECTRIC FIELD MEASUREMENT DEVICE GRADING DEVICE |
RU2492542C2 (en) * | 2008-02-19 | 2013-09-10 | Бэтскеп | Multiple-coil supercapacitor |
RU2442183C1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-02-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Sensor for measuring of the electrostatic field |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10151778B2 (en) | Voltage sensor housing and assembly including the same | |
JP5951005B2 (en) | Method and apparatus for non-contact detection of the potential of an object with two different values of electric flux | |
JP2017518018A5 (en) | ||
CN105738777B (en) | The simulator of high-tension cable high frequency partial electric discharge live detection middle ring border interference | |
PE20181459A1 (en) | AN APPARATUS FOR THE ONLINE DETECTION OF MAGNETIC RESONANCE SIGNALS FROM A TARGET MATERIAL IN A MINERAL SLUDGE | |
PH12018500320B1 (en) | On-line magnetic resonance measurement of conveyed material | |
JP6372162B2 (en) | Voltage measuring device and voltage measuring method | |
RU2553572C1 (en) | Electrical field reproduction device | |
RU166007U1 (en) | HIGH VOLTAGE MEASURING VOLTAGE CONVERTER | |
RU2536777C1 (en) | Device for magnetic field reproduction | |
CN103460057A (en) | Method for the contactless determination of an electrical potential using an oscillating electrode, and device | |
JP2016194483A (en) | Current detection device | |
RU2013113861A (en) | STAND FOR RESEARCH OF RESONANCE ELECTRIC POWER TRANSMISSION SYSTEM | |
CN207232365U (en) | A kind of inspection circuit of partial discharge of transformer high frequency measuring instrument detection frequency band | |
RU144396U1 (en) | MAGNETIC AND ELECTRIC FIELD PLAYBACK | |
RU175142U1 (en) | DEVICE FOR STUDYING ELECTROMAGNETIC FIELD | |
KR20100007178A (en) | Measurement apparatus of ac high voltage using parallel plates electrode | |
RU166006U1 (en) | HIGH VOLTAGE MEASURING VOLTAGE CONVERTER | |
Zhou et al. | Measurement of proximity losses in litz wires | |
CN101980040A (en) | On-line calibration device of induction type cored magnetic sensor | |
RU155038U1 (en) | PRIMARY MEASUREMENT DEVICE FOR VOLTAGE MEASURING TRANSFORMER | |
RU2018140550A (en) | DEVICE FOR CREATING AN ELECTROMAGNETIC FIELD AND MEASURING ITS ABSORPTION BY A CONDUCTIVE MEDIA | |
RU2013123328A (en) | DEVICE FOR TWO-PARAMETER THICKNESS OF ELECTRIC WIRING COATINGS | |
RU181523U1 (en) | INSTALLATION FOR RESEARCH OF ELECTROMAGNETIC FIELD INSIDE THE TUBULAR CONDUCTOR | |
JP2014224743A (en) | Partial discharge sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160206 |