Способ измерения напряженности электрического поля Советский патент 1986 года по МПК G01R29/12 

1 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля с повышенной точностью.

Цель изобретения - увеличение точности измерения вблизи границ раздела сред с различными диэлек- трич ескими проницаемостями при наличии на зонде заряда.

Предлагаемый способ измерения напряженности позволяет определить разность зарядов электродов незаряженного зонда, которая не зависит от потенциала зонда и величины собственного заряда зонда, а зависит только от действия измеряемого поля, тем самым способ позволяет с высокой степенью точности определить напряженность электрического поля о Причиной возникновения погрешностей, обусловленных присутствием на зонде собственного заряда й, , является неравенство между собой ссбственнь1х частичных емкостей электродов каждой пары. Если измерения ведутся симметричным зондом вдали от границ раздела сред с различными диэлектрическими проницаемостями, собственные частичные емкости всех электродов равны между собой, и поэтому влияние этого заряда исключается при отсчете напряженности. При измерении у границ раздела сред собственные частичные емкости электродов зонда являются функциями координат точки расположения зонд а, поэтому в общем случае невозможно обеспечить равенство этих емкостей .при помощи соответствующей конструкции зонда.

Измерение вектора напряженности проводят внутри плоского конденсатора с неоднородным диэлектриком.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализунлцего предлагаемый способ измерения, а также конструкция и размеры источника поля; на фиг.2 - выбранная система координат и рация электродов зонда.

Плоский конденсатор состоит из верхней 1 и нижней 2 обкладок и диэлектрической пластины 3. В плоский конденсатор помещен зонд 4, соеди ненный с измерителем 5 зарядов элек- пэодов, помещенным в экран 6. Обкладки конденсатора подключены к источнику 7 напряжения, а нижняя обкладка 2 конденсатора и зонд 4 подключены к

226354

источнику 8 напряжения. Двухкоорди- натный зонд 4 представляет собой ме- таллизированньй диэлектрический шарик, поверхность которого при помощи

5 гравировки разделена на четыре одинаковых электрода - четверти сферы. Измеритель 5 зарядов электродов должен обеспечивать короткого замыкания электродов зонда 4 на экран 6

10 измерителя 5, т.е. должно обеспечиваться равенство между собой потенциалов всех электродов зонда и экрана измерителя.

Способ осуществляется следующим

)5 образом.

Зонд 4 с чувствительными электродами, попарно и симметрично расположенными по осям системы координат, помещают между обкладками плоского

20 конденсатора. С помощью источника 8 напряжения поочередно устанавливают различные потенциалы зонда, заряд

каждого электоода измеряют дважды для казвздого из двух значений установлен25 ного потенциала и вычисляют значения составляищих вектора напряженности.

При уменьшении расстояния Н от границы раздела сред до центра зонда появляются искажения измеряемого поля. Причиной данных искажений и появляющихся из-за этого погрешностей измерения является присутствие на границе раздела сред связанного заряда. Поскольку данная погрешность измерения не является следствием присутствующего на зонде собственного заряда зонда, она.не может быть устранена рассмотренными способами измерения (в том числе предла- гаемьм) и при необходимости может быть учтена калибровкой.

Коэффициент К преобразования определяется калибровкой измерителя напряженности в поле плоского кон- йенсатора при расстоянии от зонда до обкладок конденсатора не менее 5R, где R - радиус зонда.

Формула изобретения 50

Способ измерения напряженности электрического поля,основанный на помещении в исследуемое поле зонда с чувствительными электродами,, по- 55 парно и сшуметрично расположенными по осям системы координат, и измерении наведенных на электродах зонда зарядов, отличающийся

30

35

45

тем,что, с целью повышения точности измерений, поочередно устанавливают различные потенциалы зонда, заряд каждого электрода измеряют дважды для каждого из двух значений установ- ленного потенциала, после чего со- ставлякщие вектора напряженности EJ электрического поля определяют по формуле

. , , . , ( b-i iz)-(

Ег- Ки- и-Яо-г: 7

где( кх,у,г- координата в декартовой 15 системе;

5

i,

,л 0

.М

1 ° 15

5

К заряды пары электродов, расположенной на оси i -и координаты при первом значении потенциала зонда}

заряды тех же электродов при втором значении по- тенциала зонда} собственный заряд зонда, равный сумме зарядов всех электродов зонда, соответственно при первом и втором значениях потенциала зонда}

коэффициент преобразова- ния.

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть - использовано для измерения напряженности электрического поля с повышенной точностью. Цель изобретения - увеличение точности измерения вблизи границ раздела сред с различной диэлектрической проницаемостью при наличии заряда в зоне раздела. Это достигается тем, что предлагае- мьй способ позйоляет;определять разность зарядов электродов незаряжен; ного зонда, которая не зависит от потенциала зонда и величины собственного заряда зонда, а зависит только от действия измеряемого поля. Способ предусматривает помещение в исследуемое поле зонда, измерение наведенных на электродах зонда зарядов. При этом заряд каждого электрода измеряют дважды для каждого из двух значений установленного потенциала. Составляющие вектора напряженности электрического поля определяют по расчетной математической формуле, приведенной в формуле изобретения. 2 ил. § (П

Фиг.1

Редактор Н.Яцола

Составитель Е.Плужникова

Техред Л.Олейник Корректор. А.Тяско

Заказ 2126/АЗ Тираж 728Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полих рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф(г.2