Датчик электростатического поля Советский патент 1988 года по МПК G01R29/12 

ч-к

К источники напряжения

iBKsi,

К peeucmpupyhOu SMij npuSopy

:Jt.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам измерения напряженности электростатического поля.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже изображена структурная электрическая схема датчика напряженности электростатического поля.

Датчик напряженности электростатического поля содержит модулирующий, изме- рительный, дополнительный измерительный, секторный экранный и калибровочный электроды 1-5 соответственно, приводной двигатель 6 и герметичный корпус 7.

Датчик электростатического поля работает следующим образом.

Модулирующий и секторный электроды 1 и 4 приводятся во вращение двигателем 6. В процессе вращения вала двигателя измерительный электрод 2 периодически экспонируется в измерительном поле и экра- нируется от него с помощью модулирующего электрода 1, т. с. производится модуляция потока вектора напряженности измерительного электростатического поля на измерительный электрод 2.

При подаче на калибровочный электрод 5 1шпряжения дополнительный измерительный электрод 3 также периодически экспонируется и экранируется с помощью секторного экрана 4 в поле калибровочного электрода 5.

Так как измерительный и дополнительный измерительный электроды 2 и 3 электрически соединены между собой, на вход регистрирующего прибора поступает суммарный сигнал, пропорциональный напряженности измеряемого поля и напряжению на калибровочном электроде 5.

Работа датчика основывается на принципе электростатической индукции и применении электростатического генератора и заключается в том, что при внесении в переменное электрическое поле проводящего тела в последнем возникает движение индуцированных зарядов. При вращении модулирующего электрода 1 измерительный электрод 2 то экспонируется в измеряемом поле, то экранируется от него. В резулыате по сопротивлению нагрузки Ru в цепи регистрирующего прибора течет переменный ток, пропорциональный напряженности измеряемого электростатического поля.

При измерении напряженности электростатического поля датчик электростатического поля устанавливается таким образом, что ноток вектора напряженности электростатического поля пересекает его чувствительный элемент - измерительный электрод 2.

При работе электростатического гене- ратора сигнал с измерительного электрода 2 определяется напряженностью измеряемого поля, сопротивлением нагрузки измеритель

ного электрода 2, площадью электрода 2, частотой модуляции.

Сопротивление нагрузки измерительного электрода 2 определяется параллельным соединением входного сопротивления электронной схемы преобразования сигнала и сопротивлением изоляции измерительного электрода 2

Кн

jRft;,

+ иГ

При работе в неблагоприятных условиях гидромониторной мойки танков или в условиях сильной запыленности за счет осаждения на изоляторах измерительного электрода частиц воды или пыли, имеющих высокую проводимость, сопротивление изоляции измерительного электрода может существенно снизиться до значений порядка десятков-ста Ом. При этом за счет перераспределения токов с измерительного электрода в электронную схему преобразования сигнала и на землю через сопротивление изоляции снижается точность измерений.

В датчике электростатического поля дополнительный измерительный электрод 3 заключен вместе с калибровочны.м электродом 5 и секторным экранным электродом 4 в герметичный корпус 7. При этом дополнительный измерительный электрод 3 соединен с измерительным электродом 2, поверхность которого пересекает поток вектора напряженности измеряемого поля.

Калибровочный электрод 5, находясь в герметичном корпусе 7, не подвержен влиянию внещней среды, поэтому сопротивление его изоляции высокое и не меняется.

Поскольку дополнительный измерительный электрод 3 электрически соединен с основным измерительным электродом 2, то его сопротивление нагрузки равно сопротивле- нию нагрузки электрода 2 (одно и то же сопротивление) и определяется входным сопротивлением электронной схемы преобразования сигнала и сопротивлением изоляции измерительного электрода 2 (сопротивление

изоляции дополнительного электрода 3, находящегося в герметичном корпусе, велико и не меняется).

Сигнал на сопротивлении нагрузки RH основного и дополнительного измерительного электродов определяется суммой сигналов от измеряемого поля (основной измерительный электрод 2) и от поля калибровочного электрода (дополнительный измерительный электрод 3). При работе прибора в неблагоприятных условиях снижение сопротивления изоляции измерительного электрода 2 может быть проконтролировано с помощью калибровочного электрода, как сам калибровочный электрод, находясь

в герметичном корпусе, не подвержен влиянию окружающей датчик среды и сопротивление изоляции у него не меняется, то точность измерений выше.

Формула изобретения

Датчик электростатического поля, содержащий двигатель, на валу которого установлены модулирующий и секторный экранный электроды, а также установленные соосно с валом двигателя измерительный

и калибровочный электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен дополнительный измерительный электрод, идентичный измерительному, расположенный соосно с валом двигателя между измерительным и секторным экранным электродами, причем дополнительный измерительный, секторный экранный и калибровочный электроды установлены в герметичном корпусе, а дополнительный измерительный электрод подключен к измерительному электроду.

Изобретение относится к электроизме- рите;1ьной технике, в частности к устр-вам измерения напряженности электростатического поля. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устр-во содержит модулирующий, измерительный, секторный экранный и калибровочный электроды I, 2, 4, 6 соответственно, приводной двигатель 6. AviH достижения цели введены дополнительный измерительный электрод (ДИЭ) 3, идентичный измерительному. Причем 3, секторный экранный и калибровочный электроды 4 и 5 установлены в герметичном корпусе 7. Поскольку ДИЭ 3 электрически соединен с основным измерительным электродом (ИЭ) 2, то его сопротивление нагрузки равно сопротивлению нагрузки ИЭ 2 ( одно и то же сопротивление) и определяется входным сопротивлением электронной схемы преобразования сигнала и сопротивлением изоляции ИЭ 2. Т. к. сам калибровочный электрод 5, находясь в герметичном корпусе 7, не подвержен влиянию окружающей датчик среды и сопротивление изоляции у него не меняется, то точность измерений выще. 1 ил.