Датчик электрического поля атмосферы Советский патент 1987 года по МПК G01R29/12 

128863

полней с секторными выступами, форма которых тождественна форме секторных лопастей и отверстий градуировочного и экранирующего электродов 4 и 5. В описании приведено соотношение для вычисления высоты секторных выступов ИЗ 3. Предлолсеиное выполнение

}

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к технике измерения электростатических и квазистатических полей атмосферы, и может быть использовано при проведении как самолетных, так и наземных метеорологических и других исследований в составе измерителей электрического поля атмосферы.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности устройства за счет подавления синфазной помехи на выходе датчика путем сн|скения уровня вариационной составляющей паразитной емкости измерительного электрода.

Па чертеже схематически изображен предлагаемый датчик.

Датчик электрического поля атмос- феры содержит приводной электродвигатель 15 связанный с осью электродвигателя генератор 2 опорного напряжения (в данном примере - электромагнитного типа с двумя парами магнитных полюсов), неподвижный измери- тельньш сплошной электрод 3 (здесь - круглая металлическая пластина с двумя выступами секторной формы и высотой h, расположенными под секторными лопастями градуировочного электрода), укрепленньй на оси электродвигателя вращающийся экранирующий электрод 4 (круглая металлическая пластина с двумя секторными лопастями и отверстиями), неподврганый гра- дуировочный электрод 5 (круглая ме- тaJтличecкaя пластина с двумя секторными отверстиями и лопастями). Измерительный электрод 3 соединен с выходом датчика электрического поля, т.е. с входом УПЧ-измерителя поля. Все указанные составные части датчи1

ИЭ 3 обеспечивает получение на выходе датчика неискаженного полезного сигнала, создаваемого электрическим полем атмосферы. При этом практически полностью подавляются синфазные помехи, создаваемые посторонними потенциалами (зарядами ) ИЭ 3. 1 ил.

5

0

5

ка помещены в экранирующий корпус 6 датчика.

Датчик электрического поля атмосферы работает следующим образом.

При наличии поля Е и вращении экранирующего электрода 4, в результате модуляции ПОЛЯ, на измерительном электроде 3 и на выходе предлагаемого датчика поля образуется переменное напряжение U, амплитуда которого пропорциональна напряженности поля Е, а фаза зависит от знака поля. Переменное напряжение U является полезным сигналом на выходе датчика электрического поля. При этом отношение сигнал/помеха на выходе предлагаемого датчика существенно выше, чем у известных устройств. При отсутствии поля Е и вращении экранирующего электрода 4 в случае, когда измери- тельньш электрод 3 находится под посторонним (паразитного происхождения) потенциалом U, величина переменного 1шпряжения ип,синфазной помехи на выходе датчика электрического поля может быть оценена с помощью соотношения

.. ЬС

и.

вх

-UH,

(1)

где дС ЛС

,S sx

s (- 14„

CB. dr-h d, d,-h вариационная составляющая емкости измерительной пластины 3 относительно корпуса датчика (земли); соответственно диэлектрическая постоянная воздуха и эффективная площадь измерительной пластины 3, емкость на входе УНЧ измерителя поля.

Изобретение относится к технике измерения электростатических и квазистатических полей атмосферы. Цель изобретения - повышение чувст- вительно.сти и точности устройства. Устройство содержит генератор 2 опорного напряжения, вращающийся экранирующий электрод 4, неподвижный измерительный электрод (ИЭ) 3 и гра- дуировочный электрод 5, соединенные с осью электродвигателя 1. ИЭ 3 вы(Л ю 00 оо 05 00