Устройство для измерения напряженности электрического поля Советский патент 1989 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности злектрическЬго поля.

Цель изобретения - повышение точности измерения при наличии объемного заряда.

На фиг.1 и 2 представлены две проекции устройства для измерения напряженности электрического поля.

Устройство содержит электростатический экран 1, открытый с одной стороны для доступа измеряемого электрического поля,внутри которого укреплен струнный модулирующий электрод 2, два одинаковых проволочных измерительньпс электрода 3 и 4 укреплены внутри экрана 1 параллельно струнному модулирующему электроду 2, Е экране 1 укреплен электромагнитный узел, состоящий из электромагнитов приема 5 и возбуждения 6 колебаний, расположенных таким образом, что их оси перпендикулярны модулирующему электроду 2 и образуют с ним плоскость, совпадающую с плоскостью измерительных электродов 3 и А, Измерительные электроды 3 и 4 подключены к входам дифференциального усилителя (не показан).

Устройство работает следующим образом .

Электромагнитный узел, состоящий из электромагнитов 5 и 6, обебпечи- вает возбуждение колебаг1ий ферромагнитного .модулирующего электрода 2 на основной частоте резонанса. Модулирующий электрод 2 колеблется в плоскости измерительных электродов 3 и 4. При помещении устройства в электрическое поле Е на измерительных электродах 3 и 4 индуцируется электрический заряд Q К- f Е, где К - коэффициент, учитывающий искажение электрического поля модулирующим 2 и измерительными 3 и 4 электродами.

При колебаниях модулирующего электрода 2 у инициированных зарядо за счет модуляции поля появляется переменная составляющая. Для из- меритешьных электродов 3 и 4 она рана q7- К .fo Ё,(1+К„. sinwt) и qy

-КеоКоО+К 81пСЛ),где К« - коэффипие--т модуляции, зависящий от амплитуды колебаний (С) К 1) , (О , где f - частота колебаний модулирующего электрода 2, Ток в измерительных электродах 3 и 4 равен соответственно

1, 5 .cocosut

К-Е„- COSG) t + (1)

Ч 5t -К-е„-К,,-Е.со cosot

-K-Eg-coscot +

-о

(2)

где IQ - ток, возникающий за счет наличия объемного заряда, например, ионизации газа. Отсюда следует, что амплитуды токов в измерительных электродах 3 и 4 пропорциональны измеряемому полю, а сами токи находятся в - ротивофа- зе, в то время как ток 1. входит в соотношения (1) и (2) с одинаковым знаком. Так как измерительные электроды 3 и 4 подключены к дифференциальному усилителю, то результирующий сигнал пропорционален значению из- меряемого поля Eg, при этом ошибка измерения, обусловленная наличием объемного заряда в пространстве, полностью устраняется.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности электрического поля, включающее установленные друг против дру га параллельно два проволочных измерительных электрода, модулирующий струнньй электрод, расположенный в одной плоскости с проволочными измерительными электродами посередине между ними, электромагниты приема и возбуждения колебаний модулирующего струнного электрода, оси которых расположены в одной плоскости с модули- рующим струнным электродом и перпендикулярны ему, отлнчающее- с я тем, что, с целью повыщения точности измерения при наличии объемного заряда, плоскость, в которой расположены оси электромагнитов приема и возбуждения колебаний, совмещена с плоскостью, в которой расположены проволочные измерительные и модулирующий струнный электроды, а проволочные измерительные электроды подключены к входам введенного дифференциального .усилителя.

Фиг.2.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерения при наличии объемного заряда. Устр- во содержит электростатический экран 1, внутри которого укреплен струнный модулирующий электрод 2, и два одинаковых проволочных измерительных электрода ИЗ 3,4. В экране I укреплен электромагнитный узел, состоящий из электромагнитов (ЭМ) 5,6 приема и возбуждения колебаний. Для достижения цели плоскость,в которой расположены оси ЗМ 5 и 6, совмещена с плоскостью, в которой расположены ИЭ 3 :: 4 и модулирующий электрод 2, Амплитуд токов в ИЭ 3 и 4 пропорциональны измеряемому полю, а сами токи находятся в противофазе. Т.к. ИЭ 3 и 4 подключены к входам введенного дифференциального у-ля, то результирующий сигнал будет пропорционален значению измеряемого поля ЕО, при этом ошибка измерения, обусловленная наличием объемного заряда в пространстве, полностью устраняется. 2 ил.