Измеритель напряженности электростатического поля Советский патент 1985 года по МПК G01R29/12 

« Изобретение относится к электроиз мерительной технике, в частности к измерителям напряженности электроста тического поля. Цель изобретения - повышение томности измерений. На чертеже изображена структурная схема измерителя напряженности электростатического поля. Измеритель напряженности электростатичЬского поля содержит вращающий ся заземленный экран 1 с прорезями и чувствительный электрод 2, образую щие электростатический генератор, усилитель 3, синхронный детектор 4, генератор 5 опорного напряжения, показывающий прибор 6 и амплитуднофазовый регулятор 7. Чувствительный электрод 2 электро статического генератора соединен с входом усилителя 3, выход которого соединен с сигнальным входом синхрон ного детектора 4. Выход генератора 5 опорного напря жения, частота которого синхронизмрована с частотой вращения заземленного вращающегося экрана 1 с прорезя ми, соединен с управляющим входом си хронного детектора 4 и с входом амп(литудно-фазового регулятора 7. Выход a mлитyднo-фaзoвoгo регулятора 7 соединен с входом усилителя 3. Показывающий прибор 6 подключен к выходу синхронного детектора 4. Измеритель напряженности электростатического поля работает следующим образом. Поток вектора напряженности элект ростатического поля модулируется зазег-шенным вращающимся экраном 1 с прорезями, в результате чего на чувствительном электроде 2 появляется переменный сигнал, пропорциональный величине напряженности поля. Этот сигнал усиливается усилителем 3 и поступает на синхронный детектор 4, на управляющий вход которого подается сигнал от генератора 5 опорного напряжения. К выходу синхронного детектора 4 подключен показывающий прибор 6, показания которого определяютсявеличиной и знаком напряженности измеряемого электростатического поля. К выходу генератора 5 опорного напряжения подключен также амплитудно-фазовый регулятор 7, выход которого соединен с чувстви83тельньм электродом 2 электростатического генератора. На выходе амплитудно-фазового регулятора сигнал определяется выра жением: .,Го, пpиi (2ll+) (7п+2} , при2ип5со1б1Т 2n-n 0,1,2,3,... где Up. регулируемая амплитуда сигнала на выходе амплитуднофазового регулятора. Таким образом, на выходе амплитудно-фазового регулятора 7 сигнал может быть либо в фазе, либо в противофазе с сигналом от измеряемого поля. Меняя амплитуду сигнала на выходе амплитудно фазового регулятора (вручную или автоматически), можно производить компенсацию паразитных сигналов (установку 0) и калибровку прибора в процессе измерений. Калибровка измерителя осуществляется следующим образом. На вход усилителя 3 с выхода амплитудно-фазового регулятора 7 подается сигнал, амплитуда которого определяется выбранным значением калиброванного уровня, устанавливаемого на шкале показьшающего прибора 6. Если калибровка осуществляется при отсутствии электростатического поля, то при изменении знака выходного напряжения амплитудно-фазового регулятора изменяется и знак показаний показывающего прибора 6. Абсолютная же величина показаний последнего не изменяется. В присутствии электростатического поля при изменении знака выходного напряжения амплитуднофазового регулятора происходит изменение абсолютного значения показаний показьшающего приоора 6. Полусумма показаний прибора 6, взятых при разных знаках выходного напряжения амплитудно-фазового регулятора, пропорциональна измеряемой напряженности электростатического поля. Если в процессе работы измерителя происходит изменение уровня паразитного сигнала, обусловленного действием, например, контактной разности потенциалов электродов электростатического генератора, зависящей в частности от состояния их поверхностей, влажности и т.д., то с помощью амплитудно-фазового регулятора можно аналогично определить уровень паразитного сигнала, который определяется при отсутствии электростатического поля.

При уменьшении сопротивления изоляции чувствительного электрода сигнал от действия измеряемого поля также уменьшается вследствие перераспределения токов с чувствительного электрода между входом усилителя 3 и сопротивлением изоляции чувствительного электрода на землю, С помощью амплитудно-фазового регулятора в процессе калибровки измерителя по уменьшению величин показаний показывающего прибора 6 выявляется ухудшение изоляции чувствительного электрода на землю и определяется поправочньш коэффициент, учитывающий ухудшение изоляции чувствительного электрода на землю. Истинное значение напряженности измеряемого электростатического поля определяется путем умножения полусуммы показаний показывающего прибора 6 на поправочный коэффициент. В результате существенно повьпиается точность измерения напряженности электростатического поля в условиях значительной влажности и загрязненности среды, в которой осуществляется измерение, вызывающих снижение сопротивления изоляции чувствительного электрода.

ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий электростатический генератор, выпол/2 в- X ненный в виде вращающегося заземленного экрана с прорезями и чувствительного электрода, последовательно соединенные усилитель, синхронный детектор и показьтающий прибор, генератор опорного напряжения, соединенный с управляющим входом синхронного детектора и вращшощимся заземленным экраном с прорезями, причем чувствительный электрод соединен с входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен амплитудно-фазовый регулятор, «ход которого подключен к выходу генератора опорного напряже- р ния, а выход подключен к чувствитель-® ному электроду электростатического Л генератора, 6 -Oi ел о сд /V 00 00