Датчик для измерения напряженности электрического поля Советский патент 1985 года по МПК G01R29/08 

11

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении напряженности однородных и неоднородных электрических полей, например, под воздушньми линиями электропередач и на подстанциях сверхвысокого нап ряжения,

Известен датчик для измерения напряженности переменного электрического поля, содержащий два электрода, имеющих форму полусфер. Под действием электрического поля между электродами возникает напряжение и S соединяющей их цепи протекает ток, пропорциональный напряженности электрического поля, величина которого измеряется СООднако датчик имеет большую погрешность при измерении неоднородных .полей.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик для измерения напряженности электрического поля, содержащий сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных сгашетрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам, дифференщ1апьных интеграторов тока С2 J.

Однако известный датчик имеет большую погрешность при измеренных в неоднородных электрических полях. Датчик вместе с измерительным устройством калибруется в однородном электрическом поле. После внесения датчика в неоднородное поле возникает погрешность, обусловленная иным, нежели в однородном поле, распределением зарядов на электродах.

Целью изобретения является повышение точности измерения неоднородных электрических полей.

Указанная цель достигается тем, что в датчике для измерения напряженности электрического поля, содержащем сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического про89J

водящего корпуса, изолированно от него и друг от друга, и расположенных в пространстве таким образом, что прямые, соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги © больших кругов,ограничивающих каждый указанньй несмежньм участок

сферы, равны (град.)

0 63,4 - 32,7/И , где cf - заданная максимальная погревиость измерения от неоднородности электрического поля точечного заряда в относительных единицах. На фиг, 1 представлен датчик для измерения напряженности электрического поля в трех проекциях; на фиг.его принципиальная электрическая схема.

Основу датчика составляет сфери }еский проводящий корпус 1, на поверхности которого изолированно от корпуса и друг от друга размещены три пары проводящих электродов 2-7.

Сферический проводящий корпус датчика выполняет роль общего электрода. Каждая пара диш етрально противоположных проводящих электродов 2-3, 4-5, 6-7 может быть подК1иочена, например, к вход соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока..

Проводящие электроды располагаются на расстоянии от корпуса много меньшем его радиуса и должны быть подключены к измерительным устройствам с низкосадньм входом. В качестве устройств с низкоомным вход могут быть использованы измерители тока или интеграторы тока. Последним отдается большее предпочтение, так как выходной сигнал интегратора тока не зависит от частоты измеряемого поля и пропорционален индуцированньм на электродах датчик зарядам. сферические электроды выполнены с угловым размером, определяемьм соотношением 9 63,4 - 32,7Хи Указанные угловые размеры и форм электродов выбраны с учетом обеспечения заданной точности измерения, максимальной чувствительности и возможности размещения электродов на поверхности сферического проводящего корпуса. Датчик работает следующим образтзм. При помещении датчика в электрическое поле на его проводящих элект родах 2-7 индуцируются заряды. Эти заряды вызывают между каждым про94водящим электродом 2-7 и сферическим проводящим корпусом датчика 1 электрический ток. Токи с каждой пары диаметрально противоположных проводящих электродов 2-3, , 6-7 поступают на входа.1 соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные разности зарядов с диаметрально противоположных проводящих электродов, т.е. пропорциональные трем составляющим напряженности электрического поля. Таким образом, предлагаемые размеры и форма электродов повышают точность измерения неоднородных электрических полей.

ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры, взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения неоднородных электрических полей, каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу (Л сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги б больших кругов, ограничивающих каждый указанньй несмежный участок сферы, равны, град , е 63,4. - 32,7УИ. где сЛ - заданная максимальная пог4i решность измерения от неоднородносСО ти электрического поля точечного заряда в односительных единицах. оо UD