Устройство для измерения напряженности электростатического поля Советский патент 1983 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении степени электризации полимерных материалов. Известен измеритель электростат ческого поля, содержащий вибрирующин электрод, возбуждаемый электро магнитом , обмотка которого соедине с генератором возбуждения, электрометрический усилитель и измерительный прибор l . Недостатком этого устройства явл ется потребление энергии дл возбуждения вибрирующего электрода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство для измерения напряженности электростатического поля, содержаще датчик.с заземленным и измерительным электродами, камертон из ферромагнитного материала с электромагнитными источником возбуждения и системой обратной связи, электрометрический усилитель, вход которого сое динен с измерительным электродом, а выход - с регистрирующим прибором, при этом электроды датчика образуют ножки камертона . Недостаток этого устройства заключается в невысокой чувствительности, обусловленной мальлу коэффициентом преобразования (модуляции) полезного сигнала k, не превышающим 0,3 и падающим с увеличением расстояния между измерительным электродом и заряженным объектом, поэтому для нормальной работы устройства необходимо располагать его в непосредственной близости от исследуемо объекта. Целью изобретения является повышение чувствительности за счет увеличения коэффициента преобразования полезного сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения напряженности электростатического поля, содержащем датчик, включающий камертон из ферромагнитного материала с электромагнитными источником возбуждения и системой обратной связи, жестко связанный с камертоном за земленный электрод и измерительный электрод, соединенный с входом элект рометрического усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, зазеГ ленный электрод выполнен в в;.де двух установленных с перекрытием пластин с прорезями, каждая из которых соединена с одной из ножек камертона, а измерительный электрод выполнен неподвижным. На ч;ертеже представлена схема устройства. Устройство содержит датчик с измерительным 1 и заземленным 2 электродами. Измерительный электрод I соединен с входом электрометрического усилителя 3, выход которого подключен к регистрирующему прибору 4. Камертон 5 из ферромагнитного ;Материала включен в схему внеш:него генератора 6 в качестве частотнозадающего элемента. Возбуждающая катушка 7 и катушка 8 обратной связи генератора расположены на магнитопроводах, охватывающих ножку камертона. Магнитные зазоры в магнитопроводах должны быть минимальны. Камертон 5 с помощью консоли 9 укреплен на опоре 10, жестко связанной с корпусом устройства. Заземленный электрод выполнен в виде двух пластин 2 с прорезями 11, каждая из которых соединена с одной из .ножек камертона 5. Устройство работает следующим образом. При включении напряжения питания генератора 6 возбуждающая катушка 7 притягивает ножку 5 камертона и выводит ее из равновесия. Упругие колебания передаются на вторую ножку камертона, при этом вторая ножка колеблется в противофазе с первой и с той же амплитудой. Катушка обратной связи 8 обеспечивает автоколебательный режим работы системы возбуждения. Вместе с ножками камертона 5 колеблются и жестко соединенные с ними пластины заземленного электрода 2 с прорезями 11, при этом осуществляется периодическое экспонирование и экранирование измерительного электрода 1. Вследствие этого при внесении устройства в измеряемое электростатическое поле на измерительном электроде 1 наводится переменное напряжение, которое усиливается электрометрическим усилителем 3 и регистрируется регистрирующим прибором 4. Периодически происходящая полная экранировка измерительного электрода обеспечивает коэффициент модуляции полезного сигнала k 1 и высокую, по сравнению с прототипом, чувствительность. Высокая стабильность частоты переменного напряжения сигнала обеспечивается известными свойствами собственных колебаний камертона и является максимально достижимой для электрометрических колебательных систем. Использование данного технического решения, в сравнении с известными, позволит примерно в 5 раз снизить мощность возбуждения устройства; обеспечить высокую стабильность частоты полезного сигнала с точностью до 10 Гц; за счет увеличения примерно в 3 раза коэффици310419624

ента преобразования полезного сигна-- двигателя в системе модуляции повыла повысить чувствитальность уст- сить надежность и взрывобезопасность; ройства; за счет отсутствия электро- . устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО поля,, содержащее датчик, включающий камертой из ферромагнитного материала с электромагнитными источником возбуждения и системой обратной связи, жестко связанный с камертоном заземленный электрод иизмерительный электрод, соединенный с входом электрометрического усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, отличающееся тем, что, с целью повьииения чувствительности за счет увеличения к,оэффициента преобразования полезного сигнала, заземленный электрод выполнен в виде двух установленных с перекрытием пластин с прорезями, каждая из которых соединена с одной из ножек камертона, а измерительный электрод выполнен неподвижным. S (Л гуя л Y 2 GO2O3Z} j 22ZZZ2 r/l УЛ KXJ