SU1416922A1

SU1416922A1 - Датчик электростатического пол

Info

Publication number: SU1416922A1
Application number: SU874138636A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Бакушев; Валерий Николаевич Таисов; Александр Антонович Родин; Владимир Юрьевич Малиновкин
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1987-10-24
Filing date: 1987-10-24
Publication date: 1988-08-15

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике. Цель изобретени - повышение точности и чувствительности. Датчик содержит неподвижный экранный электрод (Э) 1, измерительный Э 2 компенсирующий Э 4, вал 5 колебательного приводного механизма 6, коммутатор 7 и блок обработки сигнала (БОС) 8, состо щий из сумматора 9, блока 10 делени , блока 11 умножени , чейки 13 пам ти и блоков 12 и 14 вычитани . Цель достигаетс за счет введени автоматической оперативной калибровки в процессе измерени в полевых услови х дл компенсации приращени сигнала с датчика в зависимости от влажности и газового состава среды. 1 ил. Q S СО

Description

CiJS/ af/7IP

i/f7pcf /7eA /

uW

/T i/C/77CfV /

апа/унаго

IP

un

О

;о to tc

0

11

12

Изобретение относитс к электроизме рительной технике и может быть использовано дл измерени напр женности электростатического пол .

Цель изобретени - повышение точности и чувствительности.

На чертеже приведена структурна электрическа схема датчика электростатического пол .

Датчик электростатического пол со держит цилиндрический корпус (не пока- 10 зан), неподвижный экранный электрод 1, измерительный элекрод 2, неподвижный калибровочный электрод 3, компенсирующий электрод 4, вал 5 колебательного

жим хранени сигнала Е-к,, а датчик работает в режиме измерени внешнего электростатического пол . При этом на второй вход БОС 8 с измерительного электрода 2 поступает сигнал, пропорциональный разности напр женностей внешнего электростатического пол Ей и пол между калибровочным 3 и измерительным 2 электродами Ек, причем

,Ч-АЕи;(1)

Ен Е«„+ЛЕк,(2)

где Е„ - напр женность внешнего пол при нормальных услови х; АЕи, ДЕк-изменение напр женности соответственно внешнего пол и пол между каприводного механизма 6, коммутатор 7, либровочным 3 и измерительным 2 элект- первый вход которого соединен с изме-родами при изменении внешних условий,

рительным электродром 2, а второй вход сое-Выражени дл Е и Ек можно преддинен с источником управл ющего сиг-ставить в виде

нала (не показан), блок 8 обработки сиг-Ен Ец, (1+а);(3)

нала (БОС), содержащий включенные сум-Ек Е«„ (1 + а);(4)

матор 9, блок 10 делени , блок 11 умно- 20 где а - коэффициент, завис щий от женин, выход которого подсоединен к вто-состо ни окружающей среды.-Из (3) и (4)

рому входу первого блока 12 вычитани ,следует:

первый вход которого соединен с выходом сумматора 9, чейку 13 пам ти, выход которой соединен с вторым входом второго .,5 б;1ока 14 вычитани , первый вход второгогде

блока 14 вычитани соединен с первым входом сумматора 9, с первым входом чейки 13 пам ти и с вторым входом блока 10 делени , а выход подключен к втоЛЕ

.v V

., (5)

Ь Е

К - коэффициент пропорциональности .

С компенсирующего электрода 4 на первый вход БОС 8 поступает сигнал, пропорциональный напр женности пол между

рому входу блока 11 умножени . Первый зо калибровочным 3 и компенсирующим 4

вход сумматора 9 подключен к компенсирующему электроду 4, второй вход сумматора 9 и второй вход чейки 13 пам ти подключены к первому и второму выходам коммутатора 7 соответственно. При этом

электродами Ек, равный по величине сигналу , пропорциональному напр женности пол между калибровочным 3 и измерительным 2 электродами, вследствие идентичности измерительного 2 и компенсируюпервый и второй входы сумматора 9 и з5 щего 4 электродов н симметричности их второй вход чейки 13 пам ти вл ютс5 относительно калибровочного электрода 3.

первым, вторым и третьим входами БОС 8Благодар тому что сектора калибровочсоответственно .ного 3 и экранного 1 электродов переДатчик электростатического пол рабо-крываютс , действие внешнего электростатает следующим образом.тического пол на калибровочный электрод 3

При включепии датчика приводной меха- экранируетс секторами экранного электро- низм б заставл ет колебатьс измеритель-да 1. Сигналы, поступающие на первый

ный 2 и компенсирующий 4 электроды, и второй входы БОС 8, пропорциональ- закрепленные на валу 5. На калибровоч-ные соответственно Ей-Ек и Exi, складыный электрод 3 поступает опорное па-ваютс в сумматоре 9, с выхода котопр жение . Перед проведением измерений .г рого сигнал поступает на первый вход

блока 10 делени , где делитс на Ек. Сигнал с компепсируюпдего электрода 4 поступает также на второй блок 14 вычитани где из него вычитаетс величина ЕК, , занесенна в чейку 13 пам ти. С ла, приход щего на первый вход БОС 8 с 50 выхода второго блока 14 вычитани сигнал, компенсирующего электрода 4 и пропорцио-пропорциональный ДЕ, поступает на блок

11 умножени , где умножаетс на величину св тую с выхода б.тока 10 делени . С выхода блока 11 умножени После проведени калибровки коммута- сигнал, пропорциональный ДЕи, поступает на тор 7 подключает второй вход БОС 8 к первый блок 12 вычитани , где вычитаетдатчик калибруетс при нормальных атмосферных услови х, дл чего коммутатор 7 подключает второй и третий входы БОС 8 к корпусу, при этом чейка 13 пам ти переводитс в режим запоминани сигнанального напр женности пол между калибровочным 3 и компенсирующим 4 электродами Еко

измерительному электроду 2, па третий вход БОС 8 поступает сигнал управлени , перевод щий чейку 13 пам ти в рес из EU. На выходе первого блока 12 вычитани имеем сигнал «„, не завис щий от внешних условий.

,Ч-АЕи;(1)

Ен Е«„+ЛЕк,(2)

где Е„ - напр женность внешнего пол при нормальных услови х; АЕи, ДЕк-изменение напр женности соотгде

ЛЕ

.v V

., (5)

Ь Е

К - коэффициент пропорциональности .

калибровочным 3 и компенсирующим 4

электродами Ек, равный по величине сигналу , пропорциональному напр женности пол между калибровочным 3 и измерительным 2 электродами, вследствие идентичности измерительного 2 и компенсирую щего 4 электродов н симметричности их относительно калибровочного электрода 3.

11 умножени , где умножаетс на величину св тую с выхода б.тока 10 делени . С выхода блока 11 умножени сигнал, пропорциональный ДЕи, поступает на первый блок 12 вычитани , где вычитаетс из EU. На выходе первого блока 12 вычитани имеем сигнал «„, не завис щий от внешних условий.

Таким образом, обеспечиваетс значительное улучшение метрологических и эксплуатационных характеристик датчика электростатического пол за счет введени автоматической оперативной калибровки в процессе измерени в полевых услови х дл компенсации приращени сигнала с датчика в зависимости от влажности и газового состава среды, снижение погрешности измерени , повышение чувствительности (т. е. возможность измерени с заданной погрешностью значительно более низких уровней напр женности электростатического пол ).

Claims

Формула изобретени

Датчик электростатического пол , содер- жаш,ий цилиндрический корпус, в торце которого закреплен неподвижный экранный электрод, выполненный в виде секторных лопастей и соединенный с цилиндрическим корпусом, расположенный внутри цилиндрического корпуса измерительный электрод , идентичный по форме неподвижному экранному электроду, закрепленный на валу колебательного приводного механизма на рассто нии d от неподвижного экранного электрода, причем плоскости измерительного и неподвижного экранного электродов перпендикул рны оси вала колебательного приводного механизма, а центр окружности , ограничивающей секторы измерительного и неподвижного экранного электродов, расположен на оси вала колебательного приводного механизма, котора совпадает с осью цилиндрического корпуса, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и чувствительности, введены расположенные внутри цилиндрического кор5

пуса неподвижный калибровочный электрод и компенсирующий электрод, закрепленный на оси вала колебательного приводного механизма, причем форма неподвижного калибровочного и компенсирующего электродов идентична форме неподвижного экранного элекрода, неподвижный калибровочный и компенсирующий электроды размещены на рассто нии d и 2d от измерительного электрода соответственно по дру0 гую сторону от него относительно неподвижного экранного электрода, неподвижный калибровочный электрод размещен в цилиндрическом корпусе идентично неподвижному экранному электроду, а компенсируюнхий элекрод закреплен на оси .вала колебательного приводного механизма идентично измерительному электроду, коммутатор, первый вход которого подсоединен к измерительному электроду, а второй вход - к источнику управл ющего сигнала, последо0 вательно соединенные сумматор, блок делени , блок умножени , выход которого подключен к второму входу введенного первого блока вычитани , выход которого вл етс выходом датчика, а первый вход

5 подсоединен к выходу сумматора, первый вход последнего подключен к компенсирующему электроду, а второй вход сумматора подсоединен к первому выходу коммутатора , первые входы введенных чейки пам ти и второго блока вычитани , а также

0 второй вход блока делени подключены к первому входу сумматора, второй вход второго блока вычитани подсоединен к выходу чейки пам ти, второй вход которой подсоединен к второму выходу коммутатора , а выход второго блока вычита5 ни подключен к второму входу блока умножени .