Способ определения чувствительности измерительного преобразователя электромагнитного поля Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения чувствительности измерительных преобразователей электромагнитного поля и может -быть использовано для широкого класса измерений параметров электрического и магнитного компонента электромагнитного поля в электротехнике и экспериментальной

физике.

Цель изобретения - повьшение точ:Ности определения чувствительности измерительных преобразователей произвольной геометрической формы.

На фиг,1 и 2 показано взаимное расположение плоскопараллельных элек.тродов и измерительного преобразователя электромагнитного поля для двух последовательных измерений.

Способ осуществляют следующим образом.

Измерительный преобразователь 1 электромагнитного поля произвольной геометрической формы, например, цилиндрической, устанавливают в однородное электромагнитное поле, которо возбуждают в зазоре d между двумя плоскопараллельными электродами 2 и 3, например, полосковой линии (фиг,1). Фиксируют расстояние X, от преобразователя 1 до одного из элек- тродоЕ, например от середины преобразователя 1 до электрода 2 (фиг.1). Устанавливают с помощью генератора, подключенного к полосковой линии (не показан), значение амплитуды А однородного электромагнитного поля в зазоре и измеряют амплитуду U, вькодного сигнала преобразователя 1, Затем изменяют расстояние между электродами 2 и 3 от значения d до значения d (фиг,2), Изменяют расстояние от преобразователя 1 до одного из электродов до значения Х,и фиксируют это расстояние. Вновь устанавливают значение амплитуды А однородного электромагнитного поля в зазоре, измеряют амплитуду U, выходног сигнала преобразователя.1 и определяют чувствительность К преобразователя 1 из соотношения

u,d:f(b-u,d:f(|)

(1)

: л,-.ф

™ ) - - 5 ()

Указанное соотношение выведено следующим образом.

Под действием электромагнитного поля, возбуждаемого между плоскопа- раллельными электродами 2 и 3, в измерительном преобразователе 1 наво-} дятся заряды и токи, В соответствии с , известным методом зеркальных изображений влияние электродов 2 и 3 на установленное в присутствии преобразователя 1 значение амплитуды А электромагнитного поля может быть учтено расчетом добавочных полей с амплитудами А, и Aj от зеркальных относительно внутренней поверхности Злектродов 2 и 3 изображений токов и зарядов, наведенных в преобразователе,На фиг, 1 и 2 зеркальные изображения преобразователя показаны позициями 4 и 5 (пунктирные линии), Используя ди- польное приближение и учитывая, что при калибровке преобразователей в системе с плоскопараллельными электродами вьтолняются условия

d, i

d , « А , u

.где - минимальная длина волны в

спектре возбуждаемого поля, находят добавочные амплитуды А и А. от зеркальных изображений 4 и 5 преобразователя из известных соотношений

А,

МА

МА

( 2 |;2и7:: х7Тр

где М - зависящий ot формы и размеров преобразователя положительный коэффициент 5 пропорциональный дипольному моменту преоб- разователя; 2 у, и

2(d,-)(,) - расстояния от зеркальных изображений 4 и 5 до преобразователя 1 .

Таким образом, вместо установленной амплитуды А поля на исследуемый преобразователь реально воздействует поле амплитудой Ал

-Г . )

а так как выходной сигнал преобразователя и КАа, то

и 4- (d, -X, ) (5)

где К - чувствительность преобразователя.

Функция x l + (d, - к, у симмет- рична относительно X, 0,5d, и имеет минимум в этой точке, т.е. погрешность из-за зеркальных изображений минимальна при равном удалении преоб- разователя от электродов,

Выражение (5) удобно преобразовать к виду

2М,

5TV

где функция (7) описьшается вьфаже- d

нием (2) и равна 1 при х 0,5d,

В уравнении (6) неизвестны две константы М и К, из которых К является искомой чувствительностью преобразователя. После проведения двух последовательных измерений согласно указанной последовательности опера- ций при неизменном значении установленной амплитуды А поля получают из выражения (6) два алгебраических уравнения с двумя неизвестными М и К из которых находят К..

В частном случае при постоянном межэлектродном зазоре измеряют расстояние от преобразователя до одного из электродов путем перемещения преобразователя в направлении к этому

электроду из положения X,

d, Т

в положение Xj и определяют чувствительность К преобразователя из соотношения

Tf

и, f(|2.) - и

К

Следует отметить, что при Xj

у

0,3265d, f(j-) 2,0 и выражение

|

(7) приводится к наиболее удобному для вычисления виду

,, 2U, - Ut К - В другом частном случае осуществ-. ляют изменение величины d зазора от значения d, до значения d, при этом ,преобразователь располагают в сред- 50 ней плоскости зазора и оп1)еделяют его чувствительность К из соотношения

К ,Q.

A(d; - dp) 55

С целью дальнейпего повышения точности, зависящей также от пределов применимости днпольного приближения.

- $

10

f 2о 25

,«

35

40

45

50

55

может быть определено допустимое минимальное расстояние от преобразователя 1 до одного из электродов. Для этого дополнительно после определения чувствительности К преобразователя изменяют расстояние от преобразователя 1 до одного из электродов 2 или 3, неоднократно п раз уменьшая это расстояние. При этом каждый раз определяют соответствующее новому расстоянию значение чувствительности К преобразователя и находят допустимое минимальное расстояние )f от преобразователя 1 до выбранного электрода 2 или 3 из условия равенства значений К| первоначальному значению чувствительности К, т.е. как только К перестает быть равным К, значение X , соответствующее предьщущему зна- чению чувствительности, является искомым минимально допустимым расстоянием от преобразователя до электрода, при котором обеспечивается требуемая точность определения чувствительности.

Формула изобретения

1. Способ определения чувствительности измерительного преобразователя электромагнитного поля, включающий установку преобразователя в однородное электромагнитное поле, которое возбуждают в зазоре d| между двумя плоскопараллельными электродами, фиксацию расстояния X, от преобразователя до одного из электродвв, установку значения амплитуды А однородного электромагнитного поля в зазоре и измерение амплитуды U выходного сигнала преобразователя, о т - личающийся тем, что, с целью повьшения точности, изменяют расстояние между двумя плоскопараллельными электродами от значения d до значения d , изменяют расстояние от преобразователя до одного из электродов, фиксируют это расстояние Xj, вновь устанавливают значение амплйту ды А однородного электромагнитного поля, затем измеряют амплитуду Uj выходного сигнала преобразователя и определяют чувствительность К преобразователя из соотношения

V :

где f - функция указанных отнотепий переменных х и d в соответствии с зависимостью

-И

2. Способ по П.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что дополнительно изменяют расстояние от преобразователя до одного из электродов, неод И

I. :)

60887«

нократно п раз уметьшая его, при этом каждый раз определяют соответствующее значение чувствительности К преобразователя и находят допусти- 5 мое минимальное расстояние от преобразователя до электрода из условия равенства значения чувствительности К первоначальному значению чувствительности К,

--

.

-4-- J

Составитель Е.Плужникова Редактор И. Касарда Техред Н-Попович I Корректор Л Пилипенко

- --..,. ----.N-----.-..„«,.«.„ и.- - - - - -. - -..- ---- - ..

Заказ 5226/46 Тираж 728 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4

Фиг.&

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для широкого клаасса измерений параметров электрического и магнитного компонентов электромагнитного поля. Целью изобретения является повьшение точности определения чувствительности измерительных преобразователей произвольной геометрической формы. Согласно способу измерительный преобразователь 1 электромагнитного поля устанавливают в однородное электромагнитное поле (ОЭМП), которое возбуждают в -зазоре d между Электродами 2 и 3, например, полосковой Линии. Фиксируют расстояние Xj от преобразователя I до одного из электродов. Устанавливают, например, с помощью генератора, подключенного к полосковой линии, значение амплитуды ОЭМП в зазоре и измеряют амплитуду выходного сигнала преобразователя 1. Способ предусматривает выполнение последовательности измерений и определение исходных параметров для вычисления чувствительности преобразователя по математической формуле, которая приводится в формуле изобретения. .1 э.п. ф-лы. 2 иЛ. S