Датчик напряженности электрического поля Советский патент 1983 года по МПК G01R29/12 

ел

СП)

Изобретение относится к электроизмеригельной технике и предназначено для использования при исследовании электрических полей, создаваемых ,например, электростатическим зарядами.

Известен датчик напряженности электрического поля, содержаидий измерительную пластину, соединенную с резистором съема сигнала переменнго тока, врацаю1дайся металлический экран, установленный между контролируемым электрическим полем и измерительной пластиной и кинематияески связанный с механизмом перемещения l .

Недостатки известного устройства заключаются в ограниченной эксплуатционной надежности вследствие применения высокоскоростного механизма перемещения, существенных трудностях использования в автоматических системах управления из-за амплитудной модулядиь выходного сигнала, низкой помехозащищенности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик напряженности электрического поля, содержащий расположенные в заземленном металлическом корпусе преобразователь электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух электродов и проводящей частицы, размещенной между электродами в диэлектрической среде, заземленный металлический экран, установленный между контролируемым электрическим полем и упомянутым преобразователем и кинематически связанный с механизмом перемещения, резистор съема частотного сигнала, подключенный к выходу преобразователя з.

Недостаток указанного устройства проявляется в невысокой точности отображения напряженности электрического поля, обусловленной неполным стеканием заряда с измерительного электрода преобразователя при его периодическом экранировании подвижным экраном, осуществляемым во избежание явления насыщения.

Целью изобретения является повышение точности представления измеряемого параметра подобным датчиком.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике напряженности электрического поля, содержащем расположенные в заземленном метал.лическом корпусе преобразователь электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух электродов и проводящей частицы, размещенной между электродами в диэлектрической среде, экран, установ ленный между контролируемым электрическим полем и упомянутым

преобразователем и кинематически связанный с механизмом перемещения, резистор съема частотного сигнала, подключенный к выходу преобразователя, экран выполнен в виде двух поворотных изолированных металлических пластин, закрепленных на оси механизма перемещения с возможностью поочередного контактирования с измерительным электродом

0 преобразователя и корпусом, причем в последнем предусмотрено прикрытие со стороны контролируемого электрического поля, экранирующее пластины при их корпусном контактировании.

5

На чертеже приведен датчик напряженности электрического поля, общий вид,

В заземленном металлическом корпусе 1 расположены преобразователь

0 электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух электродов 2 и З.и проводящей частицы 4, размещенной между ними в диэлектрической среде 5, экран, вы5полненный в виде двух поворотных изолированных металлических пластин 6 к If закрепленных на оси механизма 8 перемещения с возможностью л |поочередного контактирования посред0ством контактов 9 и 10 с электродом 2 и корпусом 1, резистор 11 съема частотного сигнала, подклю:ченный к выходу преобразователя между электродом 3 и корпусом 1. В

5 последнем предусмотрено прикрытие со стороны контролируемого электрического поля, экранирующее пластины б и 7 при их корпусном контактировании.

Работа устройства происходит

0 следующим образом.

В начальном положении, когда происходит измерение напряженности электрического поля, пластина б через контакт 9 соединена с электро5дом 2 преобразователя. При отрицательном поле на электроде 2 со стороны, обращенной к проводящей частице 4, образуется избыточный отрицательный заряд, под действием

0 которого частица 4 начинает совершать колебания и переносить заряды до выравнивания потенциалов

электродов 2 и 3.

I . . После перемещения Ьтрицательногр

5 заряда частица 4 прекращает колебания, а на электроде 2 остается избыточный положительный заряд. Так как пластины б и 7 поворачиваются (вращаются, то в следующий момент

0 времени к электроду 2 подходит нейтральная пластина 7, которая за счет непосредственного соединения через контакт 10 с электродом 2 и воздействия контролируемого электри5ческого поля нейтрализует избыточный.

положительный заряд электрода 2. В это же время пластина 6 входит в область корпуса 1, экранированную прикрытием от поля, и через контакт 9 заземляется. При этом восстанавливается равновесие присутствующих на ней зарядов. Если бы пластина Б при заземлении не экранировалась от поля, то на ней бы продолжал сущест|вовать наведенный полем избыточный положительный заряд. При последующем -повороте пластины 6 и 7 вновь меняются местами. Пластина б воспринима- нет действие контролируемого электрического поля, а заряженная избыточным положительным зарядом пластина 7 входит в область корпуса 1, где влияние поля отсутствует. Через контакт 10 осуществляется.ее заземление и избыточный заряд стекает на землю.

Таким образом, за счет исключения на измерительном электроде остаточных зарядов,точность преобразователя и всего датчика в целом существенно повышается.

-::г

Выходной сигнал датчика, cни aeмый с резистора 11, имеет частотный характер и является практически не ..одверженным влиянию помех.

ДАТЧИК НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержаний расположенные в заземленном металлическом корпусе преобразователь электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух электродов и проводящей частицы, разметенной между электродами в диэлектрической среде, экран, установленный между контролируемым электрическим полем и преобразователем и кинематически связанный с механизмом перемещения, резистор съема частотного сигнала, подключенный к выходу преобразователя, отлич аюиийся тем, что, .с целью повышения Точности представления измеряемого параметра, экран выполнен в виде двух поворотных изолированных металлических пластин, закрепленных на оси механизма перемещения с возможностью поочередного контактирования с измерительным электроде преобразова3 теля и корпусом, причем в последнем предусмотрено прикрытие со стороны контролируемого электрического поля, экранирующее пластины при их корпусном контактировании.

11 М М Т