Датчик для измерения напряженности электрического поля Советский патент 1988 года по МПК G01R29/10 

/ V

3

00 00 01

Изобретение относится к измерениям параметров электромагнитных полей и может быть использовано для измерения напряженности электричес кого поля при определении биологической опасности его воздействия на ор- ганизм человека.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже приведена конструкция датчика для измерения напряженности электрического поля.

Датчик для измерения напряженности электрического поля содержит полу проводниковый диод 1, включенньш между плечами диполя 2, первый и второй конденсаторы 3 и 4, включенные параллельно полупроводниковому диоду 1 и расположенные симметрично относитель но него в одной с ним плоскости.

Датчик для измерения напряженности электромагнитного поля работает следующим образом.

При помещении диполя 2 в электро магнитное поле (ЭМП) в нем возбуждается ЭДС, пропорциональная напряженности электрического поля. Первый и второй конденсаторы 3 и 4 обеспечивают независимость ЭДС от частоты. По- лупроводниковый диод 1 преобразует переменную ЭДС в постоянное напряжение, которое поступает в измерительный прибор (не показан). При изменении на контур, образованный первым конденсатором 3 и полупроводниковым диодом 1, наводится ЭДС, пропорциональная магйитной составляющей ЭМП, которая для данного измерителя является паразитной. Величина этой- ЭДС определяется по формуле

V« с/-W.X,-S-HO, , (I) W

где

Ро

S Н„ о/

частота колебаний; магнитная проницаемость; площадь контура;- напряженность магнитного поля;

угол между плоскостью контура и вектором напряженности магнитного поля.

Как видно из (1-), и„ изменяется пропорционально частоте, т.е. погрешность измерителя является частотно-зависимой.

Для компенсации магнитной состав- ляющей ЭМП включен второй конденсатор 4, расположенный симметрично первому относительно полупроводникового диода 1, которьй с полупроводниковым

диодом 1 образует второй контур. При этом первый 3 и второй 4 конденсаторы и полупроводниковый диод 1 расположены в одной плоскости. Процесс компенсации влияния магнитной составляющей при измерении напряженности электрического поля можно проследить с помощью эквивалентной схемы.

Для оценки влияния магнитного поля на измеритель рассмотрим напряжения от воздействия источников Uf,, и U(, - наведенные магнитным полем на оба контура. Так как первый и второй конденсаторы 3 и 4 равны по величине и 1тсположены симметрично относительно полупроводникового диода , то ЭДС, наводимые в них, равны, т.е. VK и н, и. Тогда для данной эквив алентной схемы уравнение Кирхгофа будет:

2U I,. Z. + I, Z

Uo

и,- 1с

де Z

с, 5

9

г с , и , - 17),(2)

-импеданс первого 3 и второго 4 конденсаторов;

-дифференциальное сопротивление полупроводникового диода 1,

5 0 0

5

5

0

е

Отсюда имеем Z с ч

и(2

+ - JL 1 т (7 +7 +

-- ; - Л с, с

RS

Z с

Zc,

Rg

Если С Cj, то

(3)

что и

I.Z,,

Из (2) с учетом того, получаем Ug О,

Отсюда следует, что при равенстве емкостей первого и второго конденсаторов 3 и 4, напряжение на зажимах полупроводникового диода 1, наводимое магнитной составляющей, равно нулю,

Таким образом, изобретение позволяет свести практически к нулю до- полнительнум погрепшость измерения, обусловленную влиянием магнитного поля на датчик, которая может достичь 100-300%,

Формула изобретения

Датчик для измерения напряженности -электрического поля, содержащий диполь, между плечами которого вклю чены параллельно соединенные полу3 13851034

проводниковый диод и первый конден-конденсатором и полупроводниковым

сатор, отличающийся тем,диодом, причем площадь контура, обрачто, с целью повышения точности из- зованного полупроводниковым диодом

мерения, введен второй конденсатор, и первым конденсатором, равна Плоравный по величине первому, включен щади контура, образованного полупроный между плечами диполя и располо-водниковым диодом и вторым конденженный в одной плоскости с первымсатором.

Изобретение относится к измере- ниям параметров электромагнитных полей (ЭМП). Пель изобретения - повышение точности измерения. Устр-во содержит полупроводниковый диод (ППД) 1, включенный между плечами диполя 2, 3 и введенный кондр -р 4, включенные параллельно ППД 1 и расположенные симметрично относительно него в одной с ним плоскости. 4 включен для компенсации магнитной составляющей ЭМП.При равенстве емкостей конд- ров 3 и 4 напряжение на зажимах ШЩ 1 , наводимое магнитной составляющей, равно нулю. 1 ил.