RU2647225C1 - Meter of the electric field intensity of the vibrating type - Google Patents

Meter of the electric field intensity of the vibrating type Download PDF

Info

Publication number
RU2647225C1
RU2647225C1 RU2017103072A RU2017103072A RU2647225C1 RU 2647225 C1 RU2647225 C1 RU 2647225C1 RU 2017103072 A RU2017103072 A RU 2017103072A RU 2017103072 A RU2017103072 A RU 2017103072A RU 2647225 C1 RU2647225 C1 RU 2647225C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensitive
amplifier
electrode
electric field
meter
Prior art date
Application number
RU2017103072A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Филиппов
Николай Моисеевич Пушкин
Кирилл Владимирович Лакшин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
Priority to RU2017103072A priority Critical patent/RU2647225C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647225C1 publication Critical patent/RU2647225C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/12—Measuring electrostatic fields or voltage-potential

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to a measuring technique and can be used to measure the electric field strength of various charged materials and item. Electric field intensity meter of the vibrational type contains a sensitive and a shielding electrodes, an amplifier, a synchronous detector, a low-pass filter, a generator, an electromechanical drive mechanically coupled with a shield electrode, and the indicator, the output of the generator is connected to the electromechanical drive and the control input of the synchronous detector. Additionally, the second sensitive electrode and the second amplifier are introduced, and the sensitive electrodes are installed in the same plane with a clearance symmetrical with respect to the shielding electrode. Vibrating part of the shielding electrode in one extreme position is electrostatically connected to the local portion of the first sensitive electrode, but in the other extreme position is electrostatically connected to the local portion of the second sensitive electrode. Areas of local sections of sensitive electrodes adjacent to the gap are set equal to each other and have values greater than zero, but less than the total areas of the sensitive electrodes facing the field under investigation.
EFFECT: technical result is in increasing of the meter broadband and in the increasing of the meter sensitivity when measuring the constant and slowly varying electric fields.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля различных заряженных материалов и изделий.The invention relates to measuring technique and can be used to measure the electric field strength of various charged materials and products.

Известен измеритель напряженности электрического поля, содержащий чувствительный электрод, усилитель и индикатор. Чувствительный электрод установлен в отверстии металлического корпуса и соединен через усилитель с индикатором (SU 464872, 25.03.1975). Этот измеритель за счет неподвижного чувствительного электрода измеряет только напряженность переменных электрических полей, создаваемых изменяющимися электрическими зарядами заряженных тел и поверхностей. Данное устройство не позволяет измерять напряженность постоянных и медленно меняющихся электрических полей, создаваемых статическими зарядами неподвижных тел и поверхностей.A known meter of electric field strength containing a sensitive electrode, amplifier and indicator. A sensitive electrode is installed in the hole of the metal case and is connected through an amplifier to an indicator (SU 464872, 03/25/1975). This meter, due to the motionless sensitive electrode, measures only the intensity of alternating electric fields created by the changing electric charges of charged bodies and surfaces. This device does not allow to measure the intensity of constant and slowly changing electric fields created by static charges of stationary bodies and surfaces.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является измеритель напряженности электрического поля, построенный по принципу электростатического генератора. Он содержит чувствительный и экранирующий электроды, усилитель, синхронный детектор, фильтр нижних частот, электромеханический привод и генератор. Чувствительный электрод подключен через усилитель к измерительному входу синхронного детектора, выход которого через фильтр нижних частот соединен с индикатором. Выход генератора подключен к электромагнитному приводу и к управляющему входу синхронного детектора. Экранирующий электрод, механически связанный с электромеханическим возбудителем, установлен с возможностью экспонирования чувствительного электрода в исследуемом электрическом поле (US 4763078, 9.08.1988; US 5489850, 6.02.1996; RU №2414717, 18.01.2010). В данном измерителе экранирующий электрод за счет электромеханического привода колеблется с частотой генератора, изменяя при этом степень электростатической связи чувствительного электрода с исследуемым электрическим полем, благодаря чему на чувствительном электроде наводится переменный электрический заряд, пропорциональный напряженности электрического поля. Наведенный заряд затем преобразуется усилителем, синхронным детектором и фильтром нижних частот в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна напряженности измеряемого электрического поля, а знак - его полярности.Closest to the technical nature of the claimed technical solution is a meter of electric field, built on the principle of an electrostatic generator. It contains sensitive and shielding electrodes, an amplifier, a synchronous detector, a low-pass filter, an electromechanical drive and a generator. The sensitive electrode is connected through an amplifier to the measuring input of a synchronous detector, the output of which is connected to an indicator through a low-pass filter. The generator output is connected to an electromagnetic drive and to the control input of a synchronous detector. A shielding electrode mechanically coupled to the electromechanical exciter is installed with the possibility of exposing the sensitive electrode in the studied electric field (US 4763078, 08/09/1988; US 5489850, 6.02.1996; RU No. 2414717, 01/18/2010). In this meter, the shielding electrode, due to the electromechanical drive, oscillates with the frequency of the generator, while changing the degree of electrostatic coupling of the sensitive electrode with the studied electric field, due to which an alternating electric charge is induced on the sensitive electrode, proportional to the electric field strength. The induced charge is then converted by an amplifier, a synchronous detector and a low-pass filter into a constant voltage, the magnitude of which is proportional to the intensity of the measured electric field, and the sign to its polarity.

Данное устройство может измерять напряженность постоянных и медленно меняющихся электрических полей, создаваемых статическими зарядами неподвижных заряженных тел и поверхностей. Быстро изменяющиеся электрические поля, имеющие частоту выше, чем частота колебаний экранирующего электрода, данный измеритель измерять не может. Это является существенным недостатком измерителя.This device can measure the intensity of constant and slowly changing electric fields created by static charges of stationary charged bodies and surfaces. Quickly changing electric fields having a frequency higher than the oscillation frequency of the shielding electrode, this meter can not measure. This is a significant disadvantage of the meter.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключаются в увеличении широкополосности измерителя и увеличении чувствительности измерителя при измерении постоянных и медленно меняющихся электрических полей.The technical result provided by the invention consists in increasing the broadband of the meter and increasing the sensitivity of the meter when measuring constant and slowly changing electric fields.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в измеритель напряженности электрического поля вибрационного типа, содержащий чувствительный и экранирующий электроды, усилитель, синхронный детектор, фильтр нижних частот, генератор, электромеханический привод, механически связанный с экранирующим электродом, и индикатор, выход генератора подключен к электромеханическому приводу и управляющему входу синхронного детектора, дополнительно введены второй чувствительный электрод и второй усилитель, причем чувствительные электроды установлены в одной плоскости с зазором симметрично относительно экранирующего электрода, при этом вибрирующая часть экранирующего электрода в одном крайнем положении электростатически связана с локальным участком первого чувствительного электрода, а в другом крайнем положении электростатически связана с локальным участком второго чувствительного электрода, площади локальных участков чувствительных электродов, прилегающие к зазору, установлены равными между собой и имеют значения больше нуля, но меньше полных площадей чувствительных электродов, обращенных в сторону исследуемого поля, кроме того, первый усилитель выполнен дифференциальным, а второй усилитель - суммирующим, первый и второй чувствительные электроды подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с измерительным входом синхронного детектора, причем первый и второй чувствительные электроды подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего усилителя, выход синхронного детектора через фильтр нижних частот соединен с третьим входом суммирующего усилителя, выход которого подключен к индикатору.The expected technical result is achieved by the fact that the vibrating type electric field strength meter contains sensitive and shielding electrodes, an amplifier, a synchronous detector, a low-pass filter, a generator, an electromechanical drive mechanically coupled to the shielding electrode, and an indicator, the generator output is connected to the electromechanical drive and a control input of the synchronous detector, a second sensitive electrode and a second amplifier are additionally introduced, moreover, the sensitive electrodes are installed in the same plane with a gap symmetrically relative to the shielding electrode, while the vibrating part of the shielding electrode is electrostatically connected to the local area of the first sensitive electrode in one extreme position and electrostatically connected to the local area of the second sensitive electrode, the area of the local areas of the sensitive electrodes, adjacent to the gap, are set equal to each other and have values greater than zero, but less than the total area of the sensor In addition, the first amplifier is made differential, and the second amplifier is summed, the first and second sensitive electrodes are connected to the inverting and non-inverting inputs of the differential amplifier, the output of which is connected to the measuring input of the synchronous detector, the first and second sensitive electrodes are connected respectively to the first and second inputs of the summing amplifier, the output of the synchronous detector through a low-pass filter is connected to a third the input of the summing amplifier, the output of which is connected to the indicator.

Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, на фиг. 2 показаны временные диаграммы электрических сигналов на выходах чувствительных электродов 1, 2, усилителей 4, 5, фильтра нижних частот 7 при воздействии на измеритель постоянных и переменных электрических полей.Functional diagram of the proposed device is shown in FIG. 1, in FIG. 2 shows time diagrams of electrical signals at the outputs of the sensitive electrodes 1, 2, amplifiers 4, 5, low-pass filter 7 when the meter is exposed to constant and alternating electric fields.

Измеритель напряженности электрического поля вибрационного типа (фиг. 1) содержит чувствительные электроды 1 и 2, экранирующий электрод 3, усилители 4 и 5, синхронный детектор 6, фильтр нижних частот 7, генератор 8, электромеханический привод 9, механически связанный с экранирующим электродом 3, и индикатор 10. Выход генератора 8 подключен к электромеханическому приводу 9 и управляющему входу синхронного детектора 6. Чувствительные электроды 1 и 2 установлены в одной плоскости с зазором 11 симметрично относительно экранирующего электрода 3. Вибрирующая часть экранирующего электрода 3 в одном крайнем положении электростатически связана с локальным участком 12 первого чувствительного электрода 1, а в другом крайнем положении электростатически связана с локальным участком 13 второго чувствительного электрода 2. Площади локальных участков 12 и 13 чувствительных электродов 1 и 2, прилегающие к зазору 11, установлены равными и имеют значения, большие нуля, но меньшие полных площадей чувствительных электродов 1 и 2, обращенных в сторону исследуемого поля. Усилитель 4 выполнен дифференциальным, а усилитель 5 - суммирующим. Чувствительные электроды 1 и 2 подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя 4 и к первому и второму входам суммирующего усилителя 5. Выход дифференциального усилителя 4 соединен с измерительным входом синхронного детектора 6, выход которого через фильтр нижних частот 7 соединен с третьим входом суммирующего усилителя 5, выход которого подключен к индикатору 10.The vibrating type electric field strength meter (Fig. 1) contains sensitive electrodes 1 and 2, a shielding electrode 3, amplifiers 4 and 5, a synchronous detector 6, a low-pass filter 7, a generator 8, an electromechanical drive 9, mechanically connected to the shielding electrode 3, and indicator 10. The output of the generator 8 is connected to the electromechanical drive 9 and the control input of the synchronous detector 6. Sensitive electrodes 1 and 2 are installed in the same plane with a gap 11 symmetrically with respect to the shielding electrode 3. Vibration the shielding part of the shielding electrode 3 in one extreme position is electrostatically connected to the local area 12 of the first sensitive electrode 1, and in the other extreme position is electrostatically connected to the local area 13 of the second sensitive electrode 2. The area of the local sections 12 and 13 of the sensitive electrodes 1 and 2 adjacent to the gap 11 are set equal and have values greater than zero, but smaller than the total areas of the sensitive electrodes 1 and 2, facing the investigated field. Amplifier 4 is made differential, and amplifier 5 is summing. Sensitive electrodes 1 and 2 are connected to the inverting and non-inverting inputs of the differential amplifier 4 and to the first and second inputs of the summing amplifier 5. The output of the differential amplifier 4 is connected to the measuring input of the synchronous detector 6, the output of which through the low-pass filter 7 is connected to the third input of the summing amplifier 5 whose output is connected to indicator 10.

Измеритель напряженности электрического поля работает следующим образом.The electric field strength meter works as follows.

При воздействии на измеритель постоянного электрического поля, имеющего напряженность E(t)=E=, экранирующий электрод 3, совершающий при помощи электромеханического привода 9 периодические колебания поперек зазора 11, поочередно изменяет напряженность электрического поля у локальных участков 12, 13 чувствительных электродов 1, 2. Благодаря этому на локальных участках 12, 13 наводятся переменные электрические заряды q12, q13, пропорциональные величине напряженности электрического поля Е= и площадям локальных участков 12, 13. Причем амплитуды и частоты наведенных зарядов q12, q13 равны, а фазы отличаются на 180° (фиг. 2, а). Противофазные переменные заряды q12, q13 поступают на инвертирующий и не инвертирующий входы дифференциального усилителя 4, который, преобразуя и суммируя их, вырабатывает переменное напряжение U4 с амплитудой, пропорциональной напряженности электрического поля Е=. Переменное напряжение U4 преобразуется синхронным детектором 6 и фильтром нижних частот 7 в постоянное напряжение U7, величина которого пропорциональна величине напряженности поля Е=, а знак соответствует полярности электростатического поля. Переменные заряды q12, q13 поступают так же на первый и второй входы суммирующего усилителя 5, а напряжение U7 - на третий его вход. Так как переменные заряды q12, q13 изменяются в противофазе, то после сложения в усилителе 5 они уничтожаются, поэтому на выходе усилителя 5 действует только постоянное напряжение U7, соответствующее величине и знаку измеряемого постоянного поля, которое затем регистрируется индикатором 10.When the meter is exposed to a constant electric field having a strength E (t) = E = , the shielding electrode 3, which makes periodic vibrations across the gap 11 using the electromechanical drive 9, alternately changes the electric field strength at the local sections 12, 13 of the sensitive electrodes 1, 2 . With this in local areas 12, 13 are induced alternating electric charges q 12, q 13, proportional to the magnitude of the electric field strength E = and areas of local areas 12, 13. Moreover, the amplitude and h Ota induced charges q 12, q 13 are equal, and the phases differ by 180 ° (Fig. 2a). Antiphase variable charges q 12 , q 13 are supplied to the inverting and non-inverting inputs of the differential amplifier 4, which, converting and summing them, produces an alternating voltage U 4 with an amplitude proportional to the electric field strength E = . The alternating voltage U 4 is converted by a synchronous detector 6 and a low-pass filter 7 into a constant voltage U 7 , the value of which is proportional to the field strength E = , and the sign corresponds to the polarity of the electrostatic field. Alternating charges q 12 , q 13 are also supplied to the first and second inputs of the summing amplifier 5, and the voltage U 7 to its third input. Since the variable charges q 12 , q 13 change in antiphase, after addition in the amplifier 5 they are destroyed, therefore, at the output of the amplifier 5, there is only a constant voltage U 7 corresponding to the magnitude and sign of the measured constant field, which is then registered by indicator 10.

При воздействии на измеритель переменного электрического поля, имеющего напряженность E(t)=E~ (фиг. 2, б), на чувствительные электроды 1 и 2 наводятся переменные электрические заряды q1 и q2, равныеWhen exposed to a meter of an alternating electric field having a strength E (t) = E ~ (Fig. 2, b), variable electric charges q 1 and q 2 equal to

Figure 00000001
Figure 00000001

q1, q2 - заряды, наведенные на полные площади S1 и S2 чувствительных электродов 1 и 2, обращенных в сторону измеряемого электрического поля,q 1 , q 2 - charges induced on the total area S 1 and S 2 of the sensitive electrodes 1 and 2, facing the measured electric field,

q12, q13 - заряды, наведенные на локальные участки 12 и 13, модулируемые экранирующим электродом 3 и имеющие площади соответственно S12 и S13,q 12 , q 13 - charges induced on local sections 12 and 13, modulated by a shielding electrode 3 and having areas S 12 and S 13 , respectively

q1', q2' - заряды, наведенные на площади (S1-S12) и (S2-S13) чувствительных электродов 1 и 2, обращенных в сторону измеряемого электрического поля, но не модулируемых экранирующим электродом 3.q 1 ', q 2 ' - charges induced on the area (S 1 -S 12 ) and (S 2 -S 13 ) of the sensitive electrodes 1 and 2, facing the measured electric field, but not modulated by the shielding electrode 3.

Переменные электрические заряды q1, q2, имеющие в силу симметрии конструктивного исполнения чувствительных электродов 1 и 2 одинаковые величины, поступают на инвертирующий и неинвертирующий входы дифференциального усилителя 4, где взаимно уничтожаются, поэтому напряжения U4, U6, U7 на выходах усилителя 4, синхронного детектора 6 и фильтра нижних частот 7 равны нулю. В то же время эти же заряды q1, q2 поступают на первый и второй входы суммирующего усилителя 5, где складываются и преобразуются усилителем 5 в напряжение U5, величина и форма которого соответствует величине и форме электрического поля Е~. Напряжение U5 индицируется индикатором 10. Переменные электрические заряды q12, q13, образующиеся на локальных участках 12 и 13 от противофазной модуляции переменного электрического поля Е~ колеблющимся экранирующим электродом 3, изменяются в противофазе, поэтому на первом и втором суммирующих входах усилителя 5 они уничтожаются. На инвертирующем и неинвертирующем входах дифференциального усилителя 4 переменные заряды q12, q13 складываются и, если частота изменения переменного электрического поля fE превышает частоту среза фильтра нижних частот 7, после детектирования синхронным детектором 6 и интегрирования фильтром нижних частот 7 уничтожаются, то есть сигнал на третьем суммирующем входе усилителя 5 равен нулю. Поэтому напряжение U5 на выходе усилителя 5 определяется лишь суммой зарядов q1, q2, воздействующих на первый и второй входы суммирующего усилителя 5. Если частота изменения fE переменного электрического поля Е~ не превышает 0,01f7 частоту среза фильтра нижних частот 7, то на выходе фильтра 7 вырабатывается медленно меняющееся напряжение U7, амплитуда которого пропорциональна напряженности переменного электрического поля Е~, а частота будет равна частоте изменения поля Е~. Напряжение U7 поступает на третий суммирующий вход усилителя 5, где складывается с сигналами на первом и втором суммирующих входах и после усиления усилителем 5 поступает на индикатор 10.Variable electric charges q 1 , q 2 , having the same magnitude due to the symmetry of the design of the sensitive electrodes 1 and 2, are fed to the inverting and non-inverting inputs of the differential amplifier 4, where they mutually cancel, so the voltage U 4 , U 6 , U 7 at the outputs of the amplifier 4, the synchronous detector 6 and the low-pass filter 7 are equal to zero. At the same time, the same charges q 1 , q 2 are supplied to the first and second inputs of the summing amplifier 5, where they are added and converted by the amplifier 5 to voltage U 5 , the size and shape of which corresponds to the size and shape of the electric field E ~ . The voltage U 5 is indicated by the indicator 10. The alternating electric charges q 12 , q 13 generated in the local sections 12 and 13 from the out-of-phase modulation of the alternating electric field E ~ by the oscillating shielding electrode 3 change in antiphase, therefore they are at the first and second summing inputs of the amplifier 5 destroyed. At the inverting and non-inverting inputs of the differential amplifier 4, the variable charges q 12 , q 13 are added and, if the frequency of change of the alternating electric field f E exceeds the cut-off frequency of the low-pass filter 7, after detection by the synchronous detector 6 and integration by the low-pass filter 7 are destroyed, that is, the signal at the third summing input of the amplifier 5 is equal to zero. Therefore, the voltage U 5 at the output of amplifier 5 is determined only by the sum of the charges q 1 , q 2 acting on the first and second inputs of the summing amplifier 5. If the frequency of change f E of the alternating electric field E ~ does not exceed 0.01f 7, the cut-off frequency of the low-pass filter 7 , the output of the filter 7 produces a slowly varying voltage U 7, whose amplitude is proportional to the alternating electric field E ~, and the frequency is equal to the frequency variation of the field E ~. The voltage U 7 is supplied to the third summing input of the amplifier 5, where it is added up with the signals at the first and second summing inputs and, after amplification by the amplifier 5, it goes to the indicator 10.

Если электрическое поле E(t) содержит одновременно постоянную Е= и переменную Е~ составляющие (фиг. 2, в), то постоянные и переменные составляющие наведенных зарядов q1, q2, пройдя уже упомянутую обработку элементами схемы измерителя, будут зафиксированы индикатором 10.If the electric field E (t) contains both constant E = and variable E ~ components (Fig. 2, c), then the constant and variable components of the induced charges q 1 , q 2 , having passed the aforementioned processing by the elements of the meter circuit, will be fixed by indicator 10 .

Из приведенного выше описания видно, что, если площади локальных участков 12, 13 равны нулю или очень малы [меньше 0,01S1(S2)], то измеритель вырождается в измеритель напряженности переменного электрического поля. Если площади локальных участков 12, 13 равны площадям чувствительных электродов 1, 2, обращенных в сторону исследуемого поля E(t), то измеритель не обеспечивает измерений переменного электрического поля, вырождаясь в измеритель напряженности электростатического поля дифференциального типа.It can be seen from the above description that if the areas of local sections 12, 13 are equal to zero or very small [less than 0.01S1 (S2)], then the meter degenerates into a meter of alternating electric field strength. If the areas of the local sections 12, 13 are equal to the areas of the sensitive electrodes 1, 2 facing the studied field E (t), then the meter does not provide measurements of an alternating electric field, degenerating into a meter of electrostatic field strength of a differential type.

Экспериментально было установлено, что предлагаемый измеритель позволяет измерять напряженности электрических полей, изменяющихся в диапазоне частот от 0 до 1 МГц, в то время как известное устройство обеспечивает измерение электрических полей от 0 до 0,01Ω, где Ω - частота вибрации экранирующего электрода, которая для измерителей вибрационного типа не превышает 500 Гц, то есть верхняя частота изменения электрического поля, которую способен измерить прототип, не превышает нескольких герц.It was experimentally found that the proposed meter allows you to measure the intensity of electric fields that vary in the frequency range from 0 to 1 MHz, while the known device provides a measurement of electric fields from 0 to 0.01 Ω, where Ω is the vibration frequency of the shielding electrode, which for vibration-type meters does not exceed 500 Hz, that is, the upper frequency of the change in the electric field that the prototype is capable of measuring does not exceed several hertz.

Кроме того, конструктивное исполнение предложенного измерителя обеспечивает дифференциальное преобразование статических и квазистатических полей, что, как известно, повышает вдвое чувствительность устройства.In addition, the design of the proposed meter provides a differential conversion of static and quasistatic fields, which, as you know, doubles the sensitivity of the device.

Claims (1)

Измеритель напряженности электрического поля вибрационного типа, содержащий чувствительный и экранирующий электроды, усилитель, синхронный детектор, фильтр нижних частот, генератор, электромеханический привод, механически связанный с экранирующим электродом, и индикатор, выход генератора подключен к электромагнитному приводу и управляющему входу синхронного детектора, отличающийся тем, что в него введены второй чувствительный электрод и второй усилитель, причем чувствительные электроды установлены в одной плоскости с зазором симметрично относительно экранирующего электрода, при этом вибрирующая часть экранирующего электрода в одном крайнем положении электростатически связана с локальным участком первого чувствительного электрода, а в другом крайнем положении электростатически связана с локальным участком второго чувствительного электрода, площади локальных участков чувствительных электродов, прилегающие к зазору, установлены равными между собой и имеют значения больше нуля, но меньше полных площадей чувствительных электродов, обращенных в сторону исследуемого поля, кроме того, первый усилитель выполнен дифференциальным, а второй усилитель - суммирующим, первый и второй чувствительные электроды подключены к инвертирующему и неинвертирющему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с измерительным входом синхронного детектора, причем первый и второй чувствительные электроды подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего усилителя, выход синхронного детектора через фильтр нижних частот соединен с третьим входом суммирующего усилителя, выход которого подключен к индикатору.A vibration type electric field meter containing a sensitive and shielding electrodes, an amplifier, a synchronous detector, a low-pass filter, a generator, an electromechanical drive mechanically coupled to a shielding electrode, and an indicator, the generator output is connected to an electromagnetic drive and a control input of a synchronous detector, characterized in that a second sensitive electrode and a second amplifier are introduced into it, and the sensitive electrodes are installed in the same plane with a gap of sym with respect to the shielding electrode, while the vibrating part of the shielding electrode in one extreme position is electrostatically connected to the local area of the first sensitive electrode, and in the other extreme position is electrostatically connected to the local area of the second sensitive electrode, the areas of the local areas of the sensitive electrodes adjacent to the gap are set equal with each other and have values greater than zero, but less than the total areas of sensitive electrodes facing field, in addition, the first amplifier is differential, and the second amplifier is summing, the first and second sensitive electrodes are connected to the inverting and non-inverting inputs of the differential amplifier, the output of which is connected to the measuring input of the synchronous detector, and the first and second sensitive electrodes are connected respectively to the first and to the second inputs of the summing amplifier, the output of the synchronous detector through a low-pass filter is connected to the third input of the summing amplifier, the output of which th is connected to the indicator.
RU2017103072A 2017-01-30 2017-01-30 Meter of the electric field intensity of the vibrating type RU2647225C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103072A RU2647225C1 (en) 2017-01-30 2017-01-30 Meter of the electric field intensity of the vibrating type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103072A RU2647225C1 (en) 2017-01-30 2017-01-30 Meter of the electric field intensity of the vibrating type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647225C1 true RU2647225C1 (en) 2018-03-14

Family

ID=61629542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017103072A RU2647225C1 (en) 2017-01-30 2017-01-30 Meter of the electric field intensity of the vibrating type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647225C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1285404A1 (en) * 1985-04-10 1987-01-23 Институт Ионосферы Ан Казсср Method of measuring intensity vector of electric field of atmosphere
US4763078A (en) * 1986-03-27 1988-08-09 Williams Bruce T Sensor for electrostatic voltmeter
US5489850A (en) * 1994-05-09 1996-02-06 Xerox Corporation Balanced beam electrostatic voltmeter modulator employing a shielded electrode and carbon fiber conductors
WO1997037233A2 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Hubertus Maschek Field sensor and device and process for measuring electric and/or magnetic fields
RU2214611C2 (en) * 2001-01-17 2003-10-20 Омский государственный технический университет Procedure measuring intensity of electric field
RU2414717C1 (en) * 2010-01-18 2011-03-20 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ) Electrostatic field sensor and measuring method of electrostatic field
RU2485528C1 (en) * 2011-12-28 2013-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Broadband device for measurement of electric field intensity

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1285404A1 (en) * 1985-04-10 1987-01-23 Институт Ионосферы Ан Казсср Method of measuring intensity vector of electric field of atmosphere
US4763078A (en) * 1986-03-27 1988-08-09 Williams Bruce T Sensor for electrostatic voltmeter
US5489850A (en) * 1994-05-09 1996-02-06 Xerox Corporation Balanced beam electrostatic voltmeter modulator employing a shielded electrode and carbon fiber conductors
WO1997037233A2 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Hubertus Maschek Field sensor and device and process for measuring electric and/or magnetic fields
RU2214611C2 (en) * 2001-01-17 2003-10-20 Омский государственный технический университет Procedure measuring intensity of electric field
RU2414717C1 (en) * 2010-01-18 2011-03-20 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ) Electrostatic field sensor and measuring method of electrostatic field
RU2485528C1 (en) * 2011-12-28 2013-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Broadband device for measurement of electric field intensity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A2, 1997037233. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Albarbar et al. Performance evaluation of MEMS accelerometers
TWI482946B (en) Vibrationskompensation fuer drehratensensoren
JP4993349B2 (en) Potential measuring apparatus and image forming apparatus
US9880120B2 (en) Electric field sensor
US8094841B2 (en) Apparatus and method using capacitive detection with inherent self-calibration
RU2388999C1 (en) Micromechanical gyroscope (versions) and adjustment methods thereof, based on using amplitude-modulated quadrature testing effect
CN106199463B (en) Dual-purpose resonance magnetometer
RU2414717C1 (en) Electrostatic field sensor and measuring method of electrostatic field
RU2647225C1 (en) Meter of the electric field intensity of the vibrating type
RU2643701C1 (en) Electrostatic field intensity meter
RU2566655C1 (en) Measurement of apparent acceleration and piezoelectric accelerometer to this end
Trusov et al. A novel capacitive detection scheme with inherent self-calibration
US20080079435A1 (en) Electrostatic Voltmeter With Spacing-Independent Speed of Response
RU2466354C1 (en) Microsystem gyroscope
RU175041U1 (en) Differential Piezoelectronic Accelerometer
Zheng et al. Analysis of the “Push–pull” Capacitance Bridge Circuit for Comb-Drive Micro-electro-mechanical Oscillators
US3541866A (en) Vibrating string accelerometers
JP6486644B2 (en) Voltage detection method
Katranas et al. Simulation and measurement of bilayer sensor characteristics
Stifter et al. MEMS micro-wire magnetic field detection method at CERN
Bau et al. Cost-effective system for the characterization of microstructures vibrating in out-of-plane modes
TWI526703B (en) Resonant based magnetic field sensor
Ma et al. A novel triangular-electrode based capacitive sensing method for MEMS resonant devices
RU2722477C1 (en) Electrostatic flux meter
RU2471149C2 (en) Compensation-type micromechanical gyroscope