SU1718150A1

SU1718150A1 - Измеритель напр женности электростатического пол

Info

Publication number: SU1718150A1
Application number: SU894672710A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Сушко; Рауф Загидович Бахтизин; Лев Семенович Ивлев; Аркадий Тимофеевич Любчак
Original assignee: Башкирский государственный университет им.40-летия Октября
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1992-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерени м и может быть использовано дл измерени напр женности электростатического пол , например при контроле степени электризации аэродисперсных сред. Цель изобретени - повышение точности измерений. Благодар использованию усилител зар да, выполненного в виде усилител 4 посто нного тока с конденсатором 5 в цепи отрицательной обратной св зи, вход которого соединен с измерительным элементом 3, а выход через амплитудный детектор 6 - с регул тором 7 скорости вращени электродвигател 8. скорость вращени модулирующего диска 1 с прорез ми 2 пропорциональна напр женности пол Е. Скорость вращени диска измер етс оптоэлектрон- ным датчиком, состо щим из источника 10 света, световода 11, фокусирующих линз 12, 13, фотодиода 14, соединенного через усилитель 15с частотомером 16. Преобразование напр женности пол Е в скорость вращени электродвигател позвол ет осуществить оптическую св зь с регистрирующей частью измерител , вследствие чего уменьшаетс искажение измер емого электростатического пол самим измерителем. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для измерения напряженности электростатического поля, например при контроле степени электризации аэродисперсных сред.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже приведен измеритель напряженности электростатического поля.

Измеритель содержит электростатический генератор с модулирующим электродом, выполненным в виде проводящего заземленного диска 1 с прорезями 2, измерительный электрод 3, подключенный к входу усилителя заряда, выполненного в виде усилителя 4 постоянного тока с конденсатором 5 обратной связи, включенным между входом и выходом усилителя, амплитудный детектор 6, вход которого соединен.с выходом усилителя, а выход - с управляющим входом регулятора 7 скорости электродвигателя 8, источник 9 питания электродвигателя, а также блок измерения скорости электродвигателя, включающий источник 10 света, световод 11с фокусирующими линзами 12, 13, фотоприемник, выполненный в виде фотодиода 14, подключенного к входу усилителя 15, и частотомер 16, соединенный с выходом усилителя 15.

Измеритель работает следующим образом.

При помещении его в исследуемое электрическое поле с напряженностью Е на измерительном. электроде 3 индуцируется заряд

О (t) = £о ES (ΐ).

где Ео ~ диэлектрическая проницаемость вакуума;

S (t) — экспонируемая площадь электрода 3.

При вращении диска 1 электродвигателем 8 измерительный электрод 3 периодически экранируется от воздействия электрического поля, при этом его экспонит руемая в электрическом поле площадь является функцией времени S (т). Электрод 3 •соединен с входом усилителя заряда, выполненного в виде усилителя 4 постоянного тока с конденсатором 5 в цепи отрицательной обратной связи, т.е. в виде интегратора входного тока. Выходное напряжение усилителя заряда.пропорционально изменению электрического заряда на электроде 3

Ul = KlEo ES (t), поступает на вход амплитудного детектора

6. Закон изменения экспонируемой площади :S (t) зависит от формы прорезей 2 и формы электрода 3. Однако при любом выполнении прорезей и электрода выход ное напряжение амплитудного детектора пропорционально напряженности поля Е и не зависит от частоты вращения диска 1, поскольку амплитуда напряжения Щ определяется лишь величиной напряженности поля Е й максимальным значением экспонируемой площади.

Регулятор 7 скорости вращения электродвигателя представляет собой электронный регулятор напряжения, к входу которого подключен источник 9 питания, а на управляющий вход подается напряжение с выхода детектора 6. Регулятор 7 обеспечивает линейную зависимость выходного напряжения от управляющего напряжения, т.е. от выходного напряжения детектора 6. В устройстве использован электродвигатель постоянного тока, имеющий зависимость скорости вращения от питающего напряжения, близкую к линейной. В результате скорости вращения электродвигателя и диска 1 линейно связаны с величиной измеряемой напряженности электростатического поля Е. Скорость вращения электродвигателя измеряется с помощью оптоэлектронного блока, состоящего из источника 10 света на светоизлучающем диоде и фотоприемника, включающего фотодиод 14, подключенный к входу усилителя 15. Фотоприемник оптически соединен с источником света с помощью световода 11 и фокусирующих линз 12, 13. Световой поток, поступающий на фотоприемник, модулируется прорезями диска, в результате чего на выходе усилителя 15 формируются импульсы, частота следования которых, пропорциональная скорости вращения диска и, соответственно, напряженности,поля Έ, измеряется частотомером 16.

Поскольку на практике всегда имеется нелинейность характеристик детектора и регулятора напряжения, а также регулировочной характеристики электродвигателя, то для повышения точности необходимо при измерении использовать поправочные графики или экспериментально снятую градуировочную кривую.

По сравнению с известным предложенный измеритель позволяет уменьшить погрешность измерения за счет уменьшения искажений измеряемого поля регистрирующей аппаратурой и соединительными кабелями.

Claims

Формула изобретения

1. Измеритель напряженности электростатического поля, содержащий электростатический генератор, выполненный в виде заземленного проводящего диска с прорезями, укрепленного на валу электродвигателя, через регулятор скорости вращения

1718150 6 подключенного к источнику питания, а также усилитель и соединенный с его входом измерительный электрод, установленный . напротив прорезей диска, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения 5 точности измерения, в него введены оптоэлектронный блок измерения скорости вращения диска и амплитудный детектор, а усилитель выполнен в виде усилителя заряда, при этом выход усилителя через ампли- 10 тудный детектор соединен с управляющим входом регулятора скорости вращения.
2. Измеритель по h.1, от л и ч а ю щ и йс я тем, что оптоэлектронный блок измерения скорости вращения диска выполнен в виде фотоприемника, выход которого соединен с частотомером, .источника света, установленного с одной стороны диска и световода, входной конец которого установлен с другой стороны диска напротив источника света, а выходной конец оптически связан с фотоприемником.