Измеритель электростатических зарядов Советский патент 1986 года по МПК G01R29/24 

«12

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения напряженности электростатического поля или плотности зарядов на поверхности неподвижных или двшху- щихся наэлектризованных диэлектрических материалов,

Целью изобретения является повьшле- ниеточности измерения путем исключения зависимости показаний от числа оборотов электродвигателяS а также введения синхронного детектора.

Hci фиг. 1 представле ш структурная электрическая схема измерителя электростатических зарядов; на фиг.2- временная диаграмма напряжений, поясняющая его работу.

Устройство содержит первичный пре

образователь, выполнениглй в вдце экранирующего электрода 1, снабженно- iro отверстием секторной формы и укрепленного на валу электродвигателя, и измерительного электрода, включающего изолированные друг от друга чувствительные элементы 2-5 сектор- ной формы, соединенные с входами усилителя 6, который выполнен дифференциальным. Выход усшн гтеля соединен с сигнальньичи входами синхронных детекторов , управляющие входы которых подклю-чены к соотзет- ствующим выходам .генератора опорного напряжения, выполненного в виде последовательно соединенных формирователя 11 управляющих синхроимпульсов и ра пределителя 12 управляюл,их сип- хроимпульсов. Выходы четных синхронных детекторов 8 и 10 через повторитель-инвертор 13 и сх лаживающнй ф|шьтр 14 подключены к входу пока- зывающего прибора. Выходы нечетных синхронных детекторов 7 и 9 соединены с входом сглаживающего фильтра 1 4 .

.

Измеритель электростаткческык за- рядов работает следующим образом л

При вращении экранируюш;его элек - трода 1 происходит последовательное открывание (экспонирование) чувствительных элементов 2-5 и индуцпроза- ние на Hsrx электростатических зарядов . Образуемхле при этом па эуззстви тельных элементах 2-5 потенциалы преобразуются в переменные электрические сигналы, которые поступают на соответствующие входы дифференциальиого усилителя 6 в определенной последовательности: с нечетнь х чувстви

2

тельных элементов 3 и 5 - на инверти- рующш вход и с четных чувствитель- Hbix элементов 2 и i - па неинверти- руюпщй вход. При этом на выходе уси

лителя 6 образуется электрический

сигнал (фиг,2а), которьй поступает на входы синхронных детекторов 7-10. Управление их рабртой осуществляется от ci-шхроимпульсов (фиг. 2в5 г,д, е), снимаемых с соответству1ощих выходов распределителя 12. В свою очередь, от формирователя 11 управляющих импульсов на вход распределителя 12 поступают импульсы (фиг.26) .со скважностью, равной времени экспонирования чувствительных элементов 2-5.Каждый из синхронных детекторов 7-10 последовательно отпирается и пропускает на выход соответствующие,полуволны входного сигнала (фиг.2ж,з,и, к), С помощью повторителя-инвертора 13 производится инвертирование отрицательных .полуволн (фиг.2в,к), посту- паемых с синхронных детекторов 8 и 10, 13 положительные (фиг. 2л). Вместе с положительными полуволнами (фиг.2ж, и)5 снимаемыми с выходов синхронных

с

детекторов 7 и 9,, они образуют последовательность (фиг.2м), аналогичную сигнах у на выходе двухполупериодного выпрямител.я. которая поступает через сг,1 1ажива)ощий фильтр 14 на выходкой показывающий прибор 15,

Если заряды статического электричества изменяют CBoii знак на противоположный, 7.е. становятся, например, отрицательными, то схема работа- .ет аналогичным образом и на ее выходе образуются отрип,втельн,1е полуволны двухполупериодпого выпрямления (фнг. 2а,ж,м, пунктиром).

Использование в кзмер.ителе двух- по.чупериодного синхронного детектирования позволяет ув.еличить постоянную составляющую сигнала в 2 раза по сравнению с однополупериодным синхронным детектированием и сделать его чувствительность независимой от скорости вращения экрана или частоты экспонирования. Применение дифференциального усили1 ел51 по.лезного сигнала повышает помехоустойчивость измерителя.

Ф с р ы у л

изооретения(

Измеритель электростатических зарядов, содерлсапдай п чувствительных электродов, выполненных в виде секторов, модулятор, закрепленный на валу

электродвигателя, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с нечетными чувствительными электродами, а неинвертирующий вход - с четными, и показывающий прибор, отличающийся тем что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, в него введеноп синхронных детекторов, генератор опорного напряжения, повтори- тель-инвертор и сглаживающий фильтр, при этом модулятор выполнен в виде металлического диска с отверстием секторной формы, площадь которого равна площади чувствительного злак- трода, выход дифференциального усилии

теля подключен к сигнальным входам синхронных детекторов, выходы нечетных синхронных детекторов подключены непосредственно к сглаживающему фильтру, выходы четных синхронных детекторо подключены к сглаживающему фильтру через повторитель-инвертор, выход которого подключен к показывающему прибору, а управляющие входы синхронных детекторов соединены с выходами генератора опорного напряжения, выполненного в виде последовательно соединенных формирователя управляющих синхроимпульсов и распре - делиТ еля управляющих синхроимпульсов.

/ / / / / /

W ч ч Vy ( Ч/

A/YWYYVYYYV

/ / / / / / / Л / 1 Л л /

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для . измерения напряженности электростатического поля или плотности зарядов на поверхности неподвижных или движущихся наэлектризованных диэлектрических материалов. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения зависимости показаний от числа оборотов электродвигателя, а также за счет введения синхронного детектора. Измеритель электростатических зарядов содержит п чувствительных электродов 2-5, выполненных в виде секторов, модулятор 1, дифференциальный усилитель 6 и показывающий прибор 15. Кроме того, в него введены п синхронных детекторов 7-10, генератор опорного напряжения, включающий формирователь 11 управляющих синхроимпульсов и распределитель 12 управляющих синхроимпульсов, повторитель-инвертор 13 и сглаживающий фильтр 14. Модулятор 1 выполнен -в виде металлического диска с отверстием секторной формы, площадь которого равна площади чувствительного элек-, трода. 2 ил. S (Л ю ю СП . 1

Редактор К.Волощук

Составитель Е.ПлужН ИКОва

Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Заказ 6662/38 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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