SU661424A1

SU661424A1 - Sensor for measuring potential difference on solid electro-conducting surface

Info

Publication number: SU661424A1
Application number: SU772450795A
Authority: SU
Inventors: Сергей Николаевич Окунев
Original assignee: Ленининградский Институт Водного Транспорта
Priority date: 1977-01-12
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1979-05-05

Description

Изобретение относитс к измерительным средствам аналоговой вычислительной техники и предназначено дл автоматизированных измерений разности потенциалов на твердой электропровод щей поверхности.The invention relates to analog computing instruments and is intended for automated measurements of potential differences on a solid electrically conductive surface.

Известны датчики дл измерени разности потенциалов в виде диэлектрической пластины , на верхней стороне которой установлен груз, а на нижней стороне расположены одна или более игл, электрически соединенных с измерительным блоком, причем остри игл вл ютс контактными точками, между которыми измер ютс разности потенциалов 1.Sensors are known for measuring the potential difference in the form of a dielectric plate, on the upper side of which a weight is mounted, and on the lower side there are one or more needles electrically connected to a measuring unit, the tips of the needles being contact points between which potential differences 1 are measured.

Недостатком известных датчиков вл етс то, что их перемещение по элект эопровод щей поверхности производитс только вручную, так как скольжение прижатых пружинами или грузом игл по поверхности электропроводной бумаги или алюминиевой фольги неизбежно ведет к механическим повреждени м , что не позвол ет автоматизировать процесс перемещени датчика.A disadvantage of the known sensors is that their movement along the electrically conductive surface is performed only manually, since sliding of springs or needles pressed along the surface of electrically conductive paper or aluminum foil inevitably leads to mechanical damage, which does not allow automating the process of moving the sensor.

Целью изобретени вл етс автоматизаци процесса измерений.The aim of the invention is to automate the measurement process.

Поставленна цель достигаетс тем, что .в датчике дл измерени разности потенциаЛОВ на твердой электропровод ц1ей поверхности контактные элементы выполнены а виде зубчатых колес, жестко фиксированных однр относительно другого изолирующими прокладками и образующих с ними цилиндрическое тело с возможностью его вращени относительно продольной оси, закрепленной на координатном устройстве. Фланцы зубчатых колес снабжены токосъемными контактами .The goal is achieved by the fact that in the sensor for measuring the potential difference on a solid electrical conductor on the surface of the contact elements are made as gear wheels rigidly fixed one-sided to another by insulating spacers and forming a cylindrical body with them with the possibility of its rotation relative to the longitudinal axis fixed on the coordinate device. The flanges of the gear wheels are provided with slip contacts.

Кроме того, дл измерени разности потенциалов в направлении движени датчика торцы зубцов колес расположены в одной плоскости, перпендикул рной продольной оси вращени цилиндрического тела. Зубцы одного колеса смещены относительно зубцов другого на половину углового рассто ни между ними. Дл из.мерени разности потенциалов в направлений, перпендикул рном движению датчика, торцы зубцов колес расположены по образующим боковых поверхностей цилиндрического тела с одинаковым угловым рассто нием, а между осью цилиндрического тела и кареткой координатного устройства установлен элемент с регулируемой степенью сжати .In addition, to measure the potential difference in the direction of movement of the sensor, the ends of the teeth of the wheels are located in the same plane perpendicular to the longitudinal axis of rotation of the cylindrical body. The teeth of one wheel are offset relative to the teeth of the other by half the angular distance between them. To measure the potential difference in the directions perpendicular to the sensor movement, the ends of the teeth of the wheels are located along the lateral surfaces of the cylindrical body with the same angular distance, and between the axis of the cylindrical body and the carriage of the coordinate device there is an element with adjustable compression ratio.

На фиг. Г изображен датчик, вид спереди , на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 зубчатое колесо, сечение А-А фиг. 1, на фиг. 4, 5, 6 - варианты схемы установки зубчатых колес.5FIG. G shows the sensor, front view, FIG. 2 - the same, side view; in fig. 3 is a gear wheel, section A-A of FIG. 1, in FIG. 4, 5, 6 - options for the installation of gears.5

Датчик представл ет собой цилиндрическое тело 1, составленное из первого 2 и второго 3 зубчатых колес, жестко фиксированных одно относительно другого изолирующими прокладками 4, с возможностью его вращени относительно продольной оси 5. Ось 5 укреплена в фиксаторе 6. Упругий элемент 7 расположен между фиксатором 6 и кареткой 8 координатного устройства. Степень сжати элемента 7 регулируетс фиксатором 9. Поверхность цилиидрическо- is го тела 1 обт нута упругим покрытием 10.The sensor is a cylindrical body 1 composed of the first 2 and second 3 gear wheels rigidly fixed one against the other by insulating spacers 4, with the possibility of its rotation relative to the longitudinal axis 5. The axis 5 is fixed in the clamp 6. The elastic element 7 is located between the clamp 6 and the carriage 8 coordinate device. The degree of compression of the element 7 is regulated by the latch 9. The surface of the cylindrical body 1 is covered with an elastic coating 10.

Фланцы 11 зубчатых колес 2, 3 снабжены токосъемными контактами 12, которые электрически соединены с входом коммутатора 13 измерительного блока 14.The flanges 11 of the gear wheels 2, 3 are equipped with slip-collector contacts 12, which are electrically connected to the input of the switch 13 of the measuring unit 14.

Дл измерени разности потенциалов в To measure the potential difference in

Hanpa BJieHnM, перпёНДШул1;грВШГ )Ш1йЖёнию Hanpa BJieHnM, PERPNESHUL1; GRSHG) SHILEVEN

. датчика, торцы зубцов колес 2, 3 распололожены в параллельных плоскост х по образующим боковых поверхностей цилиндрического тела 1с одинаковым угловым рас- 25 . сто нием (фиг. 4).. the sensor, the ends of the teeth of the wheels 2, 3 are located in parallel planes along the lateral surfaces of the cylindrical body 1c with the same angular distance. standing (Fig. 4).

Дл измерени разности потенциалов в направлении движени датчика торцы зубцов колес 2, 3 расположены в одной плоскости , перпендикул рной продольной оси 5. При этом зубцы одного колеса 2 смещены 30 относительно зубцов другого колеса 3 на половину углового рассто ни л1ежду ними (фиг. 5).To measure the potential difference in the direction of movement of the sensor, the ends of the teeth of wheels 2, 3 are located in the same plane perpendicular to the longitudinal axis 5. The teeth of one wheel 2 are shifted 30 relative to the teeth of the other wheel 3 half the angular distance between them (Fig. 5) .

Дл измерени разности пofeнцйaлoв пёрШйДйкул рнб и в направлении движени датчика на одной оси 5 укреплены две пары колес 2, 3. Торцы двух средних колес (перва пара) расположены в одной njiocкости , а торцы зубцов их смещены на половину углового рассто ни один относительно другого. Торцы зубцов двух крайних 40 колес (втора пара) расположены по образующим боковых поверхностей в паралеелельных плоскост х (фиг. 6). Токосъемньге контакты первой и второй пары колес г 1р1йШёдиШньг эЛекгриЧёски к и вторым входам коммутатора 13.45Two pairs of wheels 2, 3 were fixed on the same axis 5 to measure the difference between the first-wheel rim end and 5 in the direction of sensor motion. The ends of the two middle wheels (the first pair) are located in one njiocacity, and the ends of their teeth are offset by half the angular distance from one another. The ends of the teeth of the two extreme 40 wheels (the second pair) are located along the forming side surfaces in parallel planes (Fig. 6). Tokomёnge contacts of the first and second pair of wheels g 1p1ShediShng eLekgrCheski to and the second inputs of the switch 13.45

Датчик работает следующим образом.The sensor works as follows.

Цилиндрическое тело 1, включающее зубчатые колеса 2, 3, изолирующие прокладки 4 и токосъемные контакты 12, насаживают на ось 5 и закрепл ют в фиксаторе 6. С , помощью фиксатора 9 устанавливаетс степень сжати упругого элемента 7 относительно каретки 8 координатного устройства . Тркосъемные контакты 12 включаютс на вход коммутатора 13 измерительного блока 14. Степень сжати элемента 7.и материал 55 покрыти 10 подбирают таким образом, чтобы (f зйвйсийостй от материала, по кото р о му ТТёрёд в иг аётс д а тч и к - э лё ктро п ров о д ща бумага, алюминиева фольга и т. д.)The cylindrical body 1, including the gears 2, 3, the insulating spacers 4 and the collector contacts 12, is mounted on the shaft 5 and secured in the clamp 6. With the aid of the clamp 9, the compression ratio of the elastic element 7 relative to the carriage 8 of the coordinate device is established. Trunk contacts 12 are included at the input of the switch 13 of the measuring unit 14. The degree of compression of the element 7. and the material 55 of the coating 10 are selected so that (from the material from which the trap is in and out) Cross paw paper, aluminum foil, etc.)

обеспечить надежный контакт с датчиком и механическую целостность материала. Дл проверки датчик устанавливают на электропровод Щую поверхность, где создано однородное электрическое поле, так что образующа боковой поверхности цилиндрического тела совпадает с направлением изопотенциальных линий пол . При этом сигнал с колес, торцы которых расположены по образующим, отсутствует, а с колес, торцы которых расположены в одной плоскости , имеет одинаковую величину. Дл коррекции зубцы могут быть подогнуты или подпилены.ensure reliable contact with the sensor and mechanical integrity of the material. For verification, the sensor is mounted on an electrically conductive surface, where a uniform electric field is created, so that the lateral surface of the cylindrical body that forms the surface coincides with the direction of the isopotential field lines. The signal from the wheels, the ends of which are located along the generators, is absent, and from the wheels, the ends of which are located in the same plane, has the same magnitude. The teeth can be folded or sawed for correction.

После проверки датчик переноситс на модель с электрическим полем произвольной геометрической формы, где производитс необходимые измерени .After verification, the sensor is transferred to a model with an electric field of arbitrary geometry, where the necessary measurements are made.

Така конструкци датчика позвол ет автоматизировать его перемещение по поверхности .непрочных (фольга, бумага) материалов , из которых изготовлены, напримёр , модели дл аналоговых интеграторов типа ЭГДА, или в.случае проверки однородности электропровод щих материалов неразрушающим методом контрол .Such a sensor design allows one to automate its movement over the surface of non-durable (foil, paper) materials from which, for example, models for analog EGDA type integrators are made, or in the case of testing the homogeneity of electrically conductive materials by a non-destructive control method.

Наибольшее преимущество описываемый датчик имеет в случае, когда электропровод ща поверхность имеет вырезы, склеена из нескольких однородных или разнородных материалов, а измерени провод тс с переходом через места склейки.The sensor has the greatest advantage in the case when the electrically conductive surface has notches, is glued together from several homogeneous or dissimilar materials, and the measurements are carried out with passage through the gluing points.

Так, например, датчик позвол ет в течение 4-6 ч получить информацию о строении электрического пол на модели типа ЭГДА до двух квадратных метров, что при ручной установке датчика требует 2-3 недели труда двух операторов. Наличие такого датчика на модели типа ЭГДА позвол ет непосредственно стыковать ее с ЭЦВМ, а одинаковое усилие прижима датчика увеличивает точность измерений, так как исключает субъективную ошибку оператора при ручной перестановке зонда.For example, the sensor allows within 4-6 hours to obtain information about the structure of the electric field on an EGDA type model up to two square meters, which, when manually installing the sensor, requires 2-3 weeks of work of two operators. The presence of such a sensor on a model of an EGDA allows it to be directly docked with an electronic computer, and the same pressing force of the sensor increases the measurement accuracy, since it eliminates the operator’s subjective error during manual probe transposition.

Claims

1. A sensor for measuring the potential difference on a solid electrically conductive surface containing contact elements, characterized in that, in order to automate the measurement process, the contact elements are made in the form of gear wheels rigidly fixed one to another with insulating spacers and forming a cylindrical body with them the possibility of its rotation relative to the longitudinal axis fixed on the coordinate device, while the flanges of the gear wheels are provided with current-collecting contacts.

2. Sensor pop 1, characterized in that in order to measure the potential difference in the direction of movement of the sensor, the ends of the teeth of the wheels are located in the same plane.