Преобразователь напряженности электрического поля Советский патент 1986 года по МПК G01R29/14 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведении гидрофизических и геофизических исследованийнапряженности электрического поля в море, производимых с движущихся объектов. Целью изобретения является повышение чувствительности за счет устранения ЭДС индукции, возникающей в завихрениях проводящей среды под воздействием магнитного поля Земли в местах расположения механической вертушки 5 измерительных электродов и кабелей, соединяющих их с аппаратурой, На фиг. 1 и 2 схемат 1чно изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит две диэлектри ческие пластины 1 и 2, выполненные в форме диска или квадрата, два полых диэлектрических диска 3 и 4, расположенных на наружных сторонах пластин 1 и 2 и имеющих радиальные отверстия 5 и 6 5 измерительные элект роды 7 и 8, помещенные во внутренние полости дисков 3 и 4, механическую вертушку 9, закрепленную на оси 10 шестерен II и 12 и передающую вращательное движение на шестерни 13 и 14 жестко скрепленные с дисками 3 и 4, дополнительный электрод 15 установленный неподвижно вне диэлектрически дисков, и систему 16 определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат. Измерительные электроды 7 и 8 подключены к сигнальным входам предварительных усилителей 17 и 18, а дополнительньЕй электрод 15 - к их общим входам. Выходы предварительных усилителей 17 и 18 через избиратель ные усилители 19 и 20 подключены к синхронным детекторш- 21 - 23, упра ляющие входы которых соединены с вы ходами системы 16 определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат. Устройство работает следующим об разом. Преобразователь электрического по ля буксируется движущимся судном вдоль оси X в проводящей среде моря в которой существуют три составляющих Е, E(j, Ej. стационарного электри чесного поля. Во внутренних полостях диэлектрических дисков 3 и 4, укрепленных на 2 наружных.сторонах пластин 1 и 2, воспроизводятся электрические потенциалы, составляющие их значениям в точках расположения радиальных отверстий 5 и 6. Таким образом, диэлектрические диски 3 и 4 выполняют роль электролитических проводников потенциалов от поверхности пластин к расположенным в них измерительным электродам 7 и В. При буксировке преобразователя вертушка 9, передавая движение через шестерни 11-13 и 12-14, осуществляет синфазное вращение дисков 3 и 4, т.е. перемещение отверстий 5 и 6 в пространстве по поверхности пластин 1 и 2 вследствие чего значения потенциалов, поступающих на измерительные электроды 7 и 8, изменяются по синусоидальному закону. Значение потенциала в точке расположения дополнительного электрода 15, условно названного нулевьм, постоянно. Поэтому разность потенциалов на выходе пар электродов 7, 15 и 8, 15 лрмимо постоянной составляющей, величина которой определяется разностью собственных ЭДС электродов и базой измерения (направлением и размером отрезка прямой между электродами).,содержит переменную составляющую с частотой Я, амплитуда которой пропорциональна величине составляющих напряженности электрического поля и диаметру дисков, а фаза - их направлению. Разности потенциалов с выходов пар электродов поступают на входы предварительных усилителей 17 и 18 и через избирательные усилители 19 и 20, служащие для исключения постоянных составляющих, попадает на сигнальные входы синхронных детекторов 21, 22 и 23, управление которыми осуществляется двумя опорными напряжениями от системы 16 определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат. Система Ч 6. синхронизации молсет использоваться электромагнитная. Опорные напряжения формируются в моменты прохождения отверстий через оси координат X и.2 и сдвинуты друг относительно друга на 90 . Выходные напряжения синхронных детекторов при этом пропорциональны составляющим напряженности электрического поля.