5стройство относитс к измеритель ной технике и может быть использовано дл измерени напр женности посто нного и переменного электрического пол , Известны приборы дл измерени напр женности электрического пол , содержащие чувствительный электрод, который периодически экспонируетс и экранируетс в измер емом поле с помощью вращающейс заземленной плас тины с фигурньми прорез ми 1 , Недостатками известных приборов ЯВЛЯЮТСЯ: наличие скольз щих контактов , заземл юп их вращающуюс пластину и вл ющихс источником паразитных шумов, значительные габариты, вес и мощность, потребл ема двигателем , ограниченный ресурс работы без ремонта или профилактического обслуживани . Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл измерени напр женности электрического пол , содержащее модулирующий электрод, выполненный в виде струны или ленты, струнные чувствительные электроды, расположен ные параллельно по обе стороны от него и электрически св занные между собой, первый электромагнит, соединенный с входом усилител возбуждени , второй электромагнит. Соединен ный с его выходом, и регистратор, а также синхронный детектор и интегратор 2J, Недостатком данного устройства вл етс низка точность при работе в услови х, когда его корпус зар же При этом измен етс суперпозици по л , подлежащего измерению, и пол , вызванного собственным электрически зар дом. Так, в случае установки ус ройства на объектах типа самолета, ракеты, мешающее поле, вызванное наличием зар да на измерителе, може . превышать измер емое по своей напр . женности. Точность измерений снижаетс так и при работе устройства в режиме вы сокой чувствительности, так как загр знение приэлектродной поверхност прибора диэлектрическими пол ризующ мис примес ми, например имеющимис ,в воздухе в виде аэрозолей, вызывае эффект, подобный описанному вьше. Распределенный на поверхности зар вызванный загр знением, создает электрическое поле, которое прибор не отличает от подлежащего измерению . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем. что в устройство дл измерени напр женности электрического пол , содержащее модулирующий электрод, выполненный в виде струны или ленты, струнные чувствительные электроды, расположенные параллельно по обе стороны от него и электрически св занные между собой, первый электромагнит , соединенный с входом усилител возбуждени , второй электромагнит , соединенный с его выходом, и регистратор , введены дифференциальньй преобразователь ток - напр жение, блок коррекции основного и опорного сигналов и экран, средн часть «оторого снабжена отверстием с проход щим через него модулирующим электродом , при этом струнные чувствительные электроды, лежащие по одну сторону средней части экрана, и первый электромагнит размещены над одной из частей экрана, а струнные чувствительные электроды, лежащие по другую сторону средней части экрана и второй электромагнит - под другой частью экрана и соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального преобразовател ток - напр жение, выход которого соединен с первым входом блока коррекции основного и опорного сигналов , второй вход которого соединен с выходом усилител возбуждени , а выход - с регистратором. Кроме того, блок коррекции основного и опорного сигналов вьшолнен в виде регулируемого фазовращател , фазочувствительного детектора, усилател -формировател и фильтра нижних частот, причем вход регулируемого фазовращател соединен с,-выходом преобразовател ток - напр жение, выход - с первым входом фазочувствительного детектора, второй вход которого соединен с выходом усилител -формировател , вход которого св зан с выходом усилители возбуждени , а выход фазочувствительного детектора соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с регистратором . На фиг. Т - экран с модулирующим и чувствительными электродами, разрез и вид сверху; на фиг. 2 - блоксхема устройства; на фиг. 3 - днаг-ра . jvfbi сигналов. Устройство (фиг. 1 и 2) содержит .экран ,1 с основанием дл монтажа устройства, на котором укреплен струнный модулирующий электрод 2, проход щий сквозь отверстие 3 в средней части экрана. Параллельно электроду 2 установлены струнные чувствительные электроды 4.1.и 4.2, выполненные в виде двух электрически соединенных отрезков струн, закрепленных на изол торах 5. Все электроды лежат в одной плоскости. Струнные чувствительные электроды 4.1 и 4.2 - экранированы экраном 1 снизу (по отношению к полю Ю. Электроды 4.2 экранированы экраном 1 сверху. На рассто нии -wl/4 длины модут рующего электрода 2 от его концов закрепле .ны электромагниты 6.1 и 6.2. Входы дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение соединены соответ ственно со струнными чувствительными эл тродами 4.1 и 4.2. Выход дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение соединен с первым входом блока 8 коррекции основного и опорного сигналов, второй вход которого соединен с вькодом усилител 9 возбуждени , а выход - с регист ратором 10. Вход усилител 9 возбуждени соединен с .первым электромагнитом 6.1, а блок 8 коррекции основного и опорного сигналов содержит регулируемый фазовращатель 11, фазо чувствительный детектор 12, усилитель-формирователь 13 и фильтр 14 нижних частот, причем вход регулируе мого фазовращател 11 соединен с выходом дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение, вькод - с первым входом фазочувствительного детектора 12, второй вход которого соединен с выходом усилител -ф9Рмиро вател 13, вход которого св зан с вы ходом усилител 9 возбуждени и в-торым электромагнитом 6.2, а выход фазочувствительного детектора 12 соеди нен с входом фильтра 14 нижних часто выход которого соединен с регистратором 10. Устройство работает следующим образом. Электромагниты 6.1 и 6.2, располо женные на рассто ни х равных-w 1/4 длины модулирующего электрода 2 от его концов, обеспечивают возбуждэни) колебаний ферромагнитного струнного модулируюр1его электрода 2 на частоте , равной удвоенной частоте основного резонанса. Модулирующий электрод 2 колеблетс в плоскости, перпендикул рной плоскости, в которой размещены струнные чувствительные электроды 4.1 и 4.2. При помещении устройства в электрическое поле Е на электродах 4.1 инду1Д1руетс электрический зар д ЕО Ер, а на электродах 4.2 - Ер Ед, где К - коэффициент , учитывающий степень искажени электрического пол модулируюдим и чувствительным электродами; Q - диэлектрическа посто нна ). При колебани х заземленного модулирующего электрода 2 у индуцированного зар да за счет модул ции пол по витс переменна составл юща и в этом случае Ед Е . (l+KMSintut) ; ЕО Ео(1+Кд, sinujc), где К д,коэффициентмодул ции , завис щий от амплитуды колебаний (,1): , где f - частота колебаний модулирующего электрода 2. Коэффи1.шент передачи дифференциального преобразоватео1Я 7 ток - напр жение соответствует выражению UBb/x K -- i-l2 где Т. - ток в неинвертирующем входе j 1 - ток в инвертирующем входе; KQ - коэффициент пропорциональности . Учитыва , ЧТОI 7, получим 0 0 Е о ( COSLU t+K UJCOStO t) 2К Кд,Ко ujg ЕО cos w t- К EO cos u) t, где Кд КцшЕ; , т.е. амплитуда выходного напр жени дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение пропорциональна напр женности измер емого электрического пол . Сигналы с выхода дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение через блок 8 коррекции основного и. опорного сигна.г1ов поступает на вход регистратора 10. Измер емое поле по разные стороны экрана 1 направлено в одну сторону. В отличие от него поле, св занное с собственным или распределенным на поверхности зар дом по разные стороны экрана 1, направлено в разные стороны, поэтому дл такого пол Q ЕоЕ cos (И-К, sinwt), при этом. К о .бстб (Кд Lucosut - K ujcoauut)0. Итак, поле собственного зар да дл предпагаемоего устройства вл -J1 етс источником синфазной помехи, ко тора подавл етс тем лучше,.чем луч ше сбалансированы коэффициенты К и Км по обоим входам дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение . Реально достижимым вл етс значение коэффициента подавлени пол собственного и распределенного зар дов до 50-60 дБ. Эффект подавлени составл ющей сигнала, обусловленной собственным зар дом прибора, по сн етс фиг. 3. Здесь показаны знаки индуцируемых на чувствительных электродах зар дов дл случа внешнего пол (фиг. 3 а),дл случа пол собственного зар да (фиг. ) и соответствующие формы сигнала на каждом из входов (1 и Т) и на выходе дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение U вы« Так как в первом случае (фиг .За) поле направлено к электродам 4.2, от электродов 4.1 индуцированные зар ды имеют разные знаки и на выходе дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение напр жение пропор ционально алгебраической сумме токов текущих во входы дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение В случае пол , обусловленного соб ственным зар дом (фиг. 3 Б), оно направлено от каждого электрода вовне (дл отрицательного собственного зар да ) , либо к электродам (дл положительного ) . В этом случае, как видно из формы сигналов, ток во входы преобразовател носит синфазный характер и подавл етс , т.е. напр жение на выходе преобразовател в тече ние всего периода колебаний модулирующего электрода равно нулю. Таким образом, введение экрана и вьтолнение его из средней и двух других чаС тей позвол ет расположить отрезки чувствительных электродов, соединенные с первым входом дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение , по одну сторону экрана, а отрезки , соединенные с вторым входом по другую. Это позвол ет получить на входах дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение противофазные сигналы от измер емого пол и синфазные - от пол , создаваемого собственным зар дом измерител . При этом можно использовать один общий модулирующий электрод, вьшолненный. 9 . в виде струны (полоски) , вследствие чего исключитс дисбаланс коэффициента преобразовани и стибилизируютс фазовые соотношени по обоим входам дифференциального преобразовател 7 ,ток - напр жение, что повьш1ает точность измерени . Расположение электромагнитов по разные стороны средней части экрана позвол ет получить одинаковую конфигурацию силовых линий электрического пол в районах расположени чувствительных электродов. Дальнейша обработка сигнала, поступающего с выхода дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение , осуществл етс с помощью блока 8 коррекции основного и опорного сигналов, который содержит ре-, гулируемый фазовращатель 11, позво-. л ющий .исключить фазовые искажени сигнала на входе фазочувствительного детектора 12 обусловленные комплекс- ным характером входного импеданса дифференциального преобразовател 7 ток - напр жение (и тем самым увеличить коэффициент преобразовани прибора и точность измерений), а также усилитель - формирователь 13, служащий дл повьш1ени симметричности импульсов, имеющих форму меандра и управл ющих фазочувствитальным детектором 12 за счет уменьшени вли ни переходных процессов на фронтах импульсов усилител 9 возбуждени на работу фазочувствительного детектора 12. За счет введени фильтра 14 нижних-частот можно обеспечить эффективное выделение квазипосто нной составл ющей сигнала на выходе фазочувствительного детектора 12 и подавление основной частоты сигнала преобразовани и его нечетных гармоник, проникающих на вход фазочувствительного детектора 12. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает эффективное подавление сигнала от пол , создаваемого собственньм зар дом измерител , средством доставки его и т.п., в св зи с чем существенно расшир етс область применени устройства. Предлагаемое устройство можно использовать как на летающих объектах, электризуюш;ихс в процессе эксплуатации , так и дл измерений в плазме.
L I I
fu3H
,ecus