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

-bHJLА

А

п

w

Изобретение относится к .электроизмерительной техршке и может быть использовано для измерения потенциала электрического поля, образуемого например, зарядами статической элек- рнзации.

Цель изобретения - повьшение точности измерений,

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения потенциала электрического поля.

Устройство для измерения потенциала электрического поля содержит Электропроводньй зонд 1, блок коммутации, балластный резистор 2, трансформатор 3 тока, индика тор 4 сигнала (например, осциллограф или селективный вольтметр), вход которого подключен к вторичной обмотке 5 трансформатора 3 тока, блок 6 управленияS подключенный к цепям управления блока коммутации и индикатора 4 сигнала конденсатор 79 дроссель 8 и.два диод 9 и 1.0. Блок коммутации имеет шесть ключей, из которых четьгре ключа 11-14 включены по схеме ключев.ого моста, в первую диагональ которого включены последовательно ме:эду собой, соединенные первичная, обмотка трас- форматора тока и конденсатор 7, а к двум зажимам второй диагонали подключены соответственно электропроводный 30H,q 1 и балластный резистор 2, заземленный другим концом, а другие два ключа 15 и. 16, каждый из которых последовательно соединен с первым 9 и вторым 10 диодами, включенными встречно относительно друг друга, образуют вместе с последовательно включенным дросселем 8 цепь, подключенную к первой диагонали ключевого моста. Цепи управления ключей, расположенных в противоположных плечах ключевого моста, попарно объединены.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состояний одна пара , ключей, например, 11 и 14 моста замкнута, а два других ключа 12 и 13 моста, а также ключи 15 и 16 - разомкнуты. Пусть, например, электропроводный зонд 1 помещен в область положительного по отношению к потенциалу земли потенциала,.В этом случае на левой обкладке конденсатора 7 индуцируются положительные заряды.

и

,, а ь

а на правой - отрицательные. Такие же заряды на обкладках конденсатора будут и в случае попадания на зонд

.г свободных положительных зарядов, например, в результате контактной электризации. После окончания зарядки конденсатора ключи 11 и 4 с помощью сигнала от блока б управления выклю-

10 чают, и зонд 1 остается изолированным от остальной части схемы, причем заряд на нем сохраняется.

В следующий момент времени с помощью сигнала от блока 6 управления

15 замыкают ключ 16, производя колебательную перезарядку конденсатора по цепи диода 9 и дросселя 8. Если обеспечена высокая добротность . данного кол ;бательного контура, то практичес20 ки заряды обеих обкладок поменяются местами без изменения их величин. Одновременно с замыканием ключа 16 подается синхронизирующий сигнал на включение индикатора 4 сигнала. Инди2- катер сигнала фиксирует амплитуду (или среднее, или действующее значение) однополярного импульса перезарядки, которая пропорциональна исходному напряжению на конденсаторе 7, а

30

следовательно 5 исходному потенциалу

электропроводного зонда 1. После этого подается сигнал на включение ключей 12 и 13 и конденсатор 7, практически с прежней ведичиной напряжения,

вновь подключается к электропроводному зонду, не вызывая возмущений в распределение силовых линий измеряемого с помощью зонда 1 электрического поля,

Дапее процесс может периодически или выборочно по времени повторяться аналогичным образом. При втором измерении потенциала с той же полярностью роли пары ключей 11, 14 и

пары ключей 12, 13 поменяются, а роль ключа 15 выполнить ключ 14 и т.д. Период следования управляющих импульсов на выходе блока 6 управления должен превьшать половину периода свободных колебаний контура, образован- конденсатором 7, дросселем 8 и одним из диодов 9 (10), чтобы успевала происходить полная перезарядка конденсатора 7,

Если зарядка электропроводного зонда 1 (индуцированная или свободны- ми зарядами) производится с повьшен- ной скоростью, то можно непосредственно зафиксировать этот процесс с помощью индикатора сигнала, так как в этом случае сигнал на вторичной обмотке 5 трансформатора тока будет достаточен для измерения.

Таким обраэом, устройство позволяет измерять потенциалы в заданной пространственной области электрического поля в широком диапазоне скороетей его изменения. При этом обеспечивается минимальная степень возмущений, вносимых всей схемой и измерительным электропроводным зондом.1 в картину распределения силовых линий электрического поля, благодаря чему существенно повышается точность изме- рений.

Формула изобретения

блока коммутации и индикатора сигнала, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены конденсатор, дроссель и два диода, блок коммутации содержит шесть ключей, из которых четыре включены по схеме ключевого моста, в первую диагональ которого включены последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора тока и конденсатор, а к двум зажимам второй диагонали подключены соответст венно электропроводный зонд и балласт ный резистор, заземленный другим концом, последовательно соединенные пятый ключ, первый диод, включенный в прямом направлении, и дроссель включены параллельно в первую диагональ ключевого моста, шестой ключ последовательно соединен с вторым диодом, включенным в обратном направлении, и подключенным другим электродом к точке соединения первого диода и дросУстройство для измерения потенциала электрического поля, содержащее электропроводный зонд, блок коммутации, балластный резистор, трансформа-25 селя, а входы первого и второго клю- тор тока, индикатор сигнала, вход ко- чей объединены, причем входы управле- торого подключен к вторичной обмотке ния ключей, расположенных в противо- трансформатора тока, блок управления, положных плечах ключевого моста, вькоды которого подключены к входам попарно объединены.

блока коммутации и индикатора сигнала, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены конденсатор, дроссель и два диода, блок коммутации содержит шесть ключей, из которых четыре включены по схеме ключевого моста, в первую диагональ которого включены последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора тока и конденсатор, а к двум зажимам второй диагонали подключены соответственно электропроводный зонд и балластный резистор, заземленный другим концом, последовательно соединенные пятый ключ, первый диод, включенный в прямом направлении, и дроссель включены параллельно в первую диагональ ключевого моста, шестой ключ последовательно соединен с вторым диодом, включенным в обратном направлении, и подключенным другим электродом к точке соединения первого диода и дросселя, а входы первого и второго клю- чей объединены, причем входы управле- ния ключей, расположенных в противо- положных плечах ключевого моста, попарно объединены.

Изобретение относится к Ълектро- измерительной технике. Цель изобрете1 ния - повьппение точности измерений. Устройство содержит электропроводный зонд 1, балластный резистор 2, трансформатор 3 тока с вторичной обмоткой 5, индикатор 4 сигнала, блок управления 6, конденсатор 7, дроссель 8, диоды 9 и 10 и блок коммутации, состоящий из ключей 11-16. Устройство, выполненное данным образом, позволяет измерять потенциалы в заданной пространственной области злектричес- кого поля в широком диапазоне скоростей его изменения. Цри этом обеспечивается минимальная степень возмущений, вносимых всей схемой и измерительным электропроводным зондом 1 в картину распределения силовьгх линий электрического поля, что повышает точность измерений. 1 ил. с W