Способ измерения потенциалов электрического поля Советский патент 1983 года по МПК G01R29/12 

С«9

Изобретение относится к обпасти эпек трических измерений и предназначено дгш испопьэования при ксспедовании постоя ных и переменных эпектрических попей в раэпичных отраспях промышпенности, СБЯзанных с применением электризующихся объектов.

Известен способ измерения потенциапов электрического попя, предусматриваю щий зондирование электропроводящим элементом отдельных точек пространства с искусственно повышенной эпектропровод ностью среды и фиксацию искомых потенциалов с помощью электрометра fl

Недостаток известного способа закпю, чается в низкой точности измерения, обусловленной влиянием на итоговые результаты конвективных потоков среды и отсутствием возможности однозначного определения координат референц-точек пространства.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения потенциалов электрическотхз поля, основанный, ш зондировании электропроводящим элейентом его естественных точек, регулировании собственной емкости электропроводящего элемента и фиксации искомых потенциалов по возникающим тоkaM на землю U2.

Недостаток указанного способа - невысокая точность измерения из-за погрешности, вызванной коронированием электропроводящего элемента в точках с высоким потенциалом. Кроме того, способ не позволяет воспроизвести истинный потенциальный рельеф пространства, поскольку в течение снятия рельефа по мере последовательного перемещения электропроводящего элемента из точки в точку исходное электрическое поле может претерпевать изменения, которые в данном случае не поддаются учету.

Целью изобретения является повыще ние точности измерения потенциалов электрического поля, особенно при снятии его потенциального репьефа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения потенциалов электрического поля, основанному на зондировании электропроводящим элементом его естественных точек, зондирование отдельных точек электрического 1ЮЛЯ осуществляют одновременно несколькими электропроводящими элементами, на которые подают и регулируют напряжения относитепьно земли до равенства потенциалов электропроводящи элементов искомым потенциалом соответствующих

точек электрического поля, причем о достижении указанного равенства для каждой точки электрического погш судят по исчезновению потока вектора напряженнооти через поверхность соответствующего электропроводящего элемента.

На фиг. 1 а, б изображены конфигурации соответственно исходного электрического поля и поля при наличии в нем заземленных электропроводящих элементов до подачи на них напряжений; на фиг. 2 те же электропроводящие элементы и конфр урация электрическоп5 поля после подачи на элементы результирующих напряжений.

При практической реализации предложенного способа в исследуемом простра стве располагают последовательно друг за другом электроюолированные один от

другого электропроводящие элементы 1 (фиг. 16 и 2). Каждый элемент 1 через измеритель и источник напряжения (на фиг. 16 и 2 не показаны) соединяют с землей и контролируют сигнал от полного

потока вектора напряженности поля через его поверхность. На каждом элементе 1 устанавливают такое напряжение, при котором данный сигнал оказывается равным нулю. Зафиксированные таким образом на.пряжения являются потенциалами рефет.ренц-точек пространства, соответствук щих месторасположениям элементов 1.

Если в исходное электрическое поле, эквипотенциальные уровни которого обозначены на фиг. 1а сплошными линиями DO Uy,M а силовые линии - пунктиром, поместить последовательно расположенные друг за другом электропроводящие элементы 1, соедийенные с земпей, картина поля исказится и примет вид, показанный на фиг. 16. При этом потенциал каждого элемента 1 будет равен нулю, силовые линии поля замкнутся на боковых поверхностях элементов 1, а эквипотенпиальные поверхности будут огибать всю совокупность последшх. Полный поток вектора напряженности поля через поверхности каждого элемента 1 будет определять- ся зарядом, приобретенньзм им в данном электрическом поле.

Если теперь на каждый электропроводящий элемент 1 подать такое напряжение, чтобы заряд его стал равным нулю, это будет соответствовать состоянию, когда в поле помещены незаряженные изолированные элементы 1.

При этом поток вектора напряженнооти поля через поверхность каждого элемента 1 будет равен нул:ю, а потенциалы

эпементов 1 будут схютветсп вовать тем точкам пространства, в которых они помешены (потенциалам референц-точек).

Повышение точности измерения потенциалов эпектрического попя.при теэмоша предпоженного способа по сравнению с известными aoctm aoTca благодаря тому, что в .референц точках отсутствуют раэ1ЮСТН потенциалов между исходнь1м электрическим полем н полюм, образуюшимся после размешения в указанных точках электропроводящих эпементов 1. В сяязи с этим исключаются коронирование на элементах 1 и обусловленная им погрешность и ерения.

Благодаря уравниванию потенциалов элемеетов 1 с потенциаламирефвреноточек пространства в ишикаини поля (а не разности потенциалов) предотвращается статическая ошибка и сползание показаний за счет натеканвя заряда на чувствительный элемент через конечное входное сопротивление индикатора. При ,этом достигается наименьшее возможное :искажение исходного поля в процессе измерения, что также ведет к повышению обшей точности измерения.

Благодаря одновременюму измерению потенциалов поля в ряде точек вдоль п№нии расположения элементов 1 исключаети.. ся погрешность при снятии потенциального рельефа пространства, вызываемая иэмекением поля в процессе измерения.

СПСХЮе ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, ооновавшлй на зондировании эпектропроводяпшм элементом его естественных точек, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, зондирование отдельных точек электрического попя осуществляют одяовременно несколькИАШ эпектропроводяшими элементами, на которые подают и регулируют напряжения относительно земли до равенства поте пиалов электропроводящих элементов ио к яь1ым потенциалам соответствующих точек электрического поля, причем о дости1жении указанного равенства для каждой ; точки электрического поля судят по но|чвз{ювению потока вектора шпраженносги через поверхность -соответствующего электрощюводящетч) элементе. (Л с

Фа&.2.