SU951191A1

SU951191A1 - Устройство дл измерени электростатического пол

Info

Publication number: SU951191A1
Application number: SU792824866A
Authority: SU
Inventors: Петр Маркиянович Сопрунюк; Серафим Константинович Кузовкин; Орест Теодозьевич Чучман; Ярослав Евстафьевич Пидгирняк
Original assignee: Физико-Механический Институт Ан Усср
Priority date: 1979-10-02
Filing date: 1979-10-02
Publication date: 1982-08-15

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам прямого измерения электростатического поля в среде с борта летательных аппаратов так называекелм динамическим способом или методом двойного зонда.

Известны устройства для измерения электростатических полей, содержащие электрометры N.

Однако у таких устройств узкая область применения, т.е. в лабораторных условиях.

Известно устройство, предназначенное для измерения электростатического поля методом двойного зонда, содержащее два датчика, два электрометрических усилителя, выходы которых подключены через сумматор ко входу регистрирующего блока [2].

Недостатком известного устройства при измерениях методом двойного зонда является применение электрометрических усилителей, которые сложны при настройке.

Цель изобретения - упрощение устройства для измерения электростатического поля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения элек2 тростатического поля, содержащее два датчика, электрометрический усилитель, выполненный в виде параллельноразностного каскада на двух истоко5 вых повторителях со следящими обратными связями по стоку, сумматор и регистрирующий блок, введены два инвертора, при этом вход первого подключен к стоку второго истокового 10 повторителя, а его выход - к истоку первого истокового повторителя, вход второго инвертора подключен к стоку первого истокового повторителя, а его выход - к истоку второго истоко15 вого повторителя, стоки· истоковых повторителей подключены ко входам сумматора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

2Q Описываемое устройство содержит датчики 1 и 2, истоковые повторители. 3 и4, инверторы 5 и 6, сумматор 7, регистрирующий блок 8,

Принцип работы устройства основан jc на измерении посредством истоковых повторителей синусоидального напряжения, возникающего в датчиках 1 и 2 вследствие их вращения в однородном электростатическом поле.

_ Устройство работает следующим образом.

Вследствие вращения в электростатическом поле датчиков 1 и 2, представляющих собой два металлических диска, на входы истоковых повторителей подаются противофазные синусоидальные напряжения с частотой, рав- 5 ной частоте вращения датчиков 1 и 2 и амплитудой

U=E1, (1) где Е - напряженность электростатического поля; 10

I - радиус вращения датчика. Особенностью производимых измерений является высокое выходное сопротивление датчиков 1 и 2, вследствие этого происходит шунтирование измеряемого сигнала входной емкостью истоковых повторителей 3 и 4. Причем шунтирующее действие в последних оказывает только емкость затвор сток, так как емкость затвор - сток уменьшается до величины ^СЗИХ^=СЗИ (¹ *^к) ' где К - коэффициент передачи повторителя .

В предлагаемой схеме указанный 25 недостаток устраняется введением инвертора 5 и 6. Например, переменное напряжение в точке 9, которое противофазно напряжению в точке 10, инвертируется усилителем и подается на jg сток повторителя 1. Вследствие этого на стоке повторителя имеется напряжение, равное входному, чем устраняется шунтирование сигнала датчика. Таким образом, устраняется шунтирова-j^ ние сигнала емкостью затвор - сток повторителя 3.

Кроме того, вследствие ограниченности входного сопротивления полевых^ транзисторов, через затвор протекает ток смещения, обусловленный постоян- *0 ными напряжениями стока и истока и определяемый выражением l₃=g₃(U_5M+U_3C), где д₃ - проводимость изоляции зат- 45 вора;

U_3C - напряжение эатвор^сток;

II - напряжение затвор-исток.

Предлагаемая схема обеспечивает ?

равенство Ujj. »-и₃л при условии идентичности полевых транзисторов путем использования инверторов 5 и 6.

Парафазные переменные напряжения с выходов истоковых повторителей складываются на сумматоре 7 по абсолютной величине и, в соответствии с формулой 1, содержат информацию о величине напряженности электростатического поля, которая и записывается регистрирующим блоком 8.

Использование предложенного устройства для измерения электростатического поля по сравнению с известным устройством дополнительно обеспечивает повышенную экономичность и упрощение наладки всего устройства.

Claims

Вследствие вращени в электростатическом поле датчиков 1 и 2, представл кхцих собой металлических , на входы истоковых повторителей подаютс противофазные синусоидальные напр жени с частотой, равной частоте вращени датчиков 1 и 2 и амшттудой ,(1) где Е - напр женность электростатического пол ; I - радиус вращени датчика. Особенностью производимых измереНИИ вл етс высокое выходное сопротивление датчиков 1 и 2, вследствие этого происходит, шунтирование измер емого сигнала входной емкостью истоковых повторителей 3 и 4. Причем шунтирующее действие в последних оказывает только емкость затвор сток , так как емкость затвор - сток уменьшаетс до величины ) где К - коэффициент передачи повтори тел . В предлагаемой схеме указанный недостаток ,устран етс введением инвертора 5 и б. Например, переменное напр жение в точке 9, которое противофазно напр жению в точке 10, инвер тируетс усилителем и подаетс на сток повторител 1. Вследствие этого на стоке повторител имеетс напр жение , равное входному, чем устран етс шунтирование сигнала датчика. Таким образом, устран етс шунтирова ние сигнала емкостью затвор - сток повторител 3. Кроме того, вследствие ограниченности входного сопротивлени полевых транзисторов, через затвор протекает ток смещени , обусловленный посто нными напр жени ми стока и истока и определ емый выражением .з(из„+изс). где д- - проводимость изол ции затвора; - напр жение эатвор- сток; USK напр жение зат.вор-исток, Предлагаема схема обеспечивает равенство Uj Р условии идентичности полевых транзисторов путем использовани инверторов 5 и 6. Парафазные переменные напр жени с выходов истоковых повторителей складываютс на сумматоре 7 по абсолютной величине и, в соответствии с формулой 1, содержат информацию о величине напр женности электростатического пол , котора и записываетс регистрирующим блоком 8. Использование предложенного устройства дл измерени электростатического пол по сравнению с известным устройством дополнительно обеспечивает повышенную экономичность и упрощение наладки всего устройства. Формула изобретени Устройство дл измерени электростатического пол , содержащее два датчика, электрометрический усилитель , выполненный в виде параллельно-разностного каскада на двух истоковых повторител х со след щими обратными св з ми по стоку, сумматор и регистрирующий блок, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, введены два инвертора , при этом вход первого подключен к стоку второго истокового повторител , а его выход - к истоку первого истокового повторител , вход второго инвертора подключен к стоку первого истокового повторител , а его выход - к истоку второго истокового повторител , стоки истоковых повторителей подключены к входам сумматора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании 382226, кл. G 01 R 29/12, 1975.
2.Им нитов И.М. Приборы и методы дл измерени электричества атмосферы . М., ГИЗТЛ, 1970, с.483 (прототип)