Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 

Фл/г./

риала объекта 7 измерения, исключает возможность поврезадения его поверхности торцом электростатического экрана 3. Устройство позволяет также

измерять контактную разность потенциалов на участках пбверхности объекта 7 измерения, имеющих различную форму и кривизну, 1 э, п. ф-лы, 2ил.

Изо бретение относится к электроизмерительной технике. Цепь изобретения - расширение области использования - достигается путем дополнительного обеспечения измерения. контактной разности потенциалов (КРП). Устройство содержит металлический электрод Is размещенный в электростатическом экране 3 с отверстием, электрометрический блок 2, измерительный прибор 4 и колпачок 5, охватывающий наружную поверхность электростатического экрана 3 и электрически соединенный с ним. Поверхность металлического электрода 1, обращенная к объекту 7 измерения, имеет сферическую форму и углублена внутрь электростатического экрана 3, а колпачок 5 имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране 3, Устройство может быть такг же снабжено защитным наконечником 6, закрьгоающим торец электростатического экрана 3, Выполнение колпачка 5 из эластичного токопроводящего материала, например металлизированной резины, позволяет образовать с поверхностью объекта 7 измерения цилиндр Фарадея и дополнительно обеспечить возможность измер ения контактной разности потенциалов. Наличие защитного наконечника 6, выполненного из материала, имеющего меньшую твердость по сравнению с твердостью мате С

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электри ческих потенциалов и контактной риз- ности потенциаловJ например, в целях дефектоскопии.

j Цель изЬб1,етения - расширение об- иасти применения за счет обеспечения измерения контактной разности потен- циалов.

I На фиг. 1 изображена конструкция |устройства; на фиг. 2 - варианты вы- Ьолнения колпачка.

Устройство содержит (фиг, 1) мв |тагшический электрод 1 и электромет- |рический блок 2, вход которого под- 1ключен к электроду 1, размещенные в электростатическом экране 3 с отверстием, а также изнеритсгльньй при- бор 4 и колпачок 5. Электрод 1 уста новлеи неподвижно относительно экрана 3, а его торцовая поверхность, обращенная к объекту изме}эениЙ5 вы |Полнена сферической и уг лублена

внутрь экрана 3. Колпачок 5 выполнен |Из эластичного токопроводящего ма- 1териала (фиг. 2а), например металлизированной резины, и охватьтает на- ружную поверхность экрана 3, образу с ним электрический контакт, а тор :цовая часть колпачка 5 имеет отверстие, совпадающее с отверстием в экране 3, Измеритапьньй п}рибор 4 подключен к вькоду электрометрическо го блока 2, который может быть выполнен в виде усилителя постоянно™ го тока.

Кроме того, в устройство может быть дополнительно введен легкосъем- ный загчитный наконечник б, закрываю щий торец электростатического экрана 3 и предохраняющий поверхность объекта 7 измерений от возможных повреждений торцом электростатичес- кого экрана 3. Материал наконеч1-шка

6 может быть нетокопроводящим, но обязательно менее твердым, чем материал объекта 7 измерения. Колпачок 5 может быть вьтолнен также из гибкой металлической сетки (фиг. 26) или набора пружин малого диаметра (фиг. (фиг. 2в), обеспечивающего экранирование электрода 3, и малой жесткости, исклк1чающей повреждение поверхности объекта 7 измерения.

Колпачок 5 из эластичного токопроводящего материала либо одевается с натягом на электростатический экран 3 (фиг. 1), либо прижимается к экрану 3 стяжкой или хомутом (фиг. 2а). Колпачок 5 из гибкой металлической сетки (фиг. 26) одевается на экран 3 ив верхней части припаивается к нему по всему периметру. Колпачок 5 (фиг. 2в) состоит ;из набора пружин 8 малого диаметра, закрепленных, например, в отверстиях цилиндрического барабана 9, который ограничивает перекосы пружин при их |сжатии. Барабан 9с пружинами 8 одевается на экран 3 и прижимается к нему по всему периметру верхней части.

Устройство работает следующим образом.

Устройство прикладывают к конт- роли руемому участку объекта 7 измерения и прижимают к его поверхности. При этом колпачок 5 деформируют до закрытия боковых зазоров между экраном 3 и участками поверхности объекта 7 измерения, образуя совместно с поверхностью объекта 7 измерения местный цилиндр Фарадея, что исключает внешние помехи измерейия. При этом объект 7 измерения через колпачок 5 н экран 3 включается в измерительный контур устройства. Ошибки измерения, связанные с возможными незначительными перекосами устройства относительн

объекта 7 измерения, исключаются сферической формой электрода 1 и фик- сатщей последнего относительно экрана 3, Tie. постоянством зазора между ними. При наличии защитного наконечника 6, закрьгаающего торец экрана 3 и выполненного из материала, имеющего твердость по сравнению с материалом объекта 7 измерения, исключается возможность повреяадения поверхности объекта 7 измерения торцом экрана 3,

Колпачок 5, вьшолненный из эластиного токопроводящего материала (фиг, 1, 2 а), используют, когда объект 7 измерения имеет более удобную опорную поверхность на большем радиусе, чем, например, когда измерения производят на отдельных выступах более или менее плоских поверхностей объек та 7 измерения.

Колпачок 5, выполненный из гибкой металлической сетки (фиг. 2б), целесообразно использовать при большой кривизне поверхностей объекта 7 измерения, когда гибкость колпачка, вьшолненного из эластичного токопроводящего материала, например, из металлизированной резины, недостаточна либо требуются недопустимо большие усилия для надежного закрытия зазоров между экраном 3 и поверхностью объекта 7 измерения.

Колпачок 5 в виде набора пружин малых диаметра и жидкости (фиг. 2в) целесообразно применять в тех же случаях, что и предьдущий, но на вертикальных и потолочных участках объекта 7 измерения.

Предлагаемое устройство обеспечивает измерение электрических потенциалов между электродом 1 и объектом 7 измерения, обусловленных как наличием электрического потенциала, приложенного к объекту 7 измерения, так и контактной разностью потенща- лов, вызванной разностью работ выхода электронов электрода 1 и объекта 7 измерения, что расширяет функциональные возможности устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства является его униве1Усальность

заключающаяся в возможности измерений одним устройством контактной разности потенциалов на участках поверхности контролируемого объекта с различной формой и кривизной. Это особенно

важно при дефектоскопии деталей сложной формы, находящихся в изделиях, при контроле в ограниченных пространствах и вне лабораторных условий.

Формула изобретения

1 , Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов, содержащбе металлический электрод, подключенньй к последовательно соединенным электрометрическому и измерительному блокам и размещенный в электростатическом экране с отверстием, торцовая рабочая поверхность металлического электрода, обращенная к объекту измерения, выполнена в виде сферы и углублена внутрь электростатического экрана, который со стороны объекта измерения имеет колпачок, охватывающий наружную поверхность электростатического экрана, а торцовая часть колпачка имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за .счет обеспечения измерения контакт- 1 ной разности потенциалов, колпачок ;вьтолнен из эластичного токопроводящего материала, например металлизированной резины, и имеет электрический контакт с электростатическим экраном.

к

Составитель СоВойский Редактор И.Касарда Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 940/45

Тираж 711

ВНИИПИ Государственного KOw-t-reTa по нзобрвтеюетм и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Моежвйэ Ж-ЗЗ Раушская наб, д. 4/5

Подписное