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

(Л

со

СА9

;о

9)

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности статического и квазистатического электрического поля.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена конструкция устройства для измерения напряженности электростатического поля.

Устройство для измерения напряженности электрического поля содержит корпус 1, внутри которого укреплен струнный модулирующий электрод 2 Два измерительных электрода 3 и 4 укреплены внутри корпуса 1 парал- лельно модулирующему электроду 2 и находятся на равном расстоянии от него и его концов. В корпусе 1 под модулирующим электродом укреплены электромагниты 5 и 6 приема и возбуждения колебаний на расстоянии от концов модулирующего электрода 2 примерно 1/4 его длины. При этом, плоскость.расположения измерительных электродов 3 и 4 перпендикулярна плоскости, образованной осями электромагнитов 5 и 6 и модулирующего электрода 2, причем измерительный электрод 4 заэкранирован от измеряемого электрического поля замкнуть1м электростатическим экраном 7. Выходы измерительных электродов 3 и 4 подключены к входам дифференциального усилителя 8. Экран 7 может быть вьтолнен в виде цилиндра, внутри которого расположен измерительный электрод 4.

Устройство для измерения напряжённости электрического поля работает следующим образом.

Электромагниты 5 и 6 обеспечивают возбуждение колебаний модулирующего электрода 2 на основной ча стоте резонанса. Модулирующий электрод 2 колеблется в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения измерительных электродов 3 и 4, При помещении устройства в электрическое , поле Е, на измерительном электроде 3 индупируется электрический заряд Q КбдЕо, где К - коэффициент, учитывающий искажение электрического поля модулирующим 2 и измерительными электродами 3 и экраном 7; ЕС электрическая постоянная.

На измерительном электроде 4 электрический заряд не индуцируется

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

КСоЕ.СИпотому, что измерительный электрод 4 заэкранирован от измеряемого электрического поля экраном 7.

При колебаниях заземленного модулирующего электрода 2 и индуцированного заряда за счет модуляции поля появится переменная составляющая, и в этом случае она равна q + K simot), где коэффициент модуляции, зависит от амплитуды колебаний (О К 1) , СО 2 i« f, где f - частота колебаний модулирующего электрода 2. Ток в измерительном электроде 3

Т -7 KggEjjK COcoscOt - KE cosQt,

где К ,

т.е. амплитуда тока измерительного электрода 3 пропорциональна значению напряженности измеряемого электрического поля. Поскольку измерительные электроды 3 и 4 подключены к дифференциальному входу, а ток в измерительном электроде 4 отсутствует, то результирующий сигнал будет пропор- п 1онален току измерительного электрода 3.

Электромагнит 6, возбуждающий колебания модулирующего электрода 2, является источником сильной помехи особенно в режиме высокой чувствительности, наводящейся в цепях измерительных электродов 3 и 4 в результате действия сильного переменного магнитного поля. Конструкцией ус ройства предусмотрено симметричное расположение измерительных электродов 3 и 4, равноудаленных от модулирующего электрода 2 и электромагнита 6. Эти меры позволяют получить одинаковые формы помехи в цепях измерительных электродов 3 и 4, что приводит к взаимному уничтожению в

дифференциальной схеме.

I

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает эффективное подавление помехи, вызываемой магнитными наводками, за счет чего повышается точность и чувствительность устройства, что особенно важно при измерении слабых полей.

Формула изобр етени я

Устройство для измерения напряженности электрического поля, включающее корпус и размещенные в нем два измерительных электрода, выполь д

irenHup в виде двух пара; лельньгх изолированных проводников, струнный модулируклпий электрод, расположенный посредине между измерительными :)лектродами в одной плоскости с ними, электромагниты приема и возбуждения колебании струнного модулирующего электрода, оси которых перпендикулярны плоскости электродов и пересекают-

СЯ го СТруНН)-|М МОД ; И;;у Ггл.{ ;;;йК-тродпм, о т л и ч я ь; тп р с с я тем, что., с целью Г;0рь.тения Ti - Hor - ;, введен за.мкнуть(й электростат 1чьский экран, в который закреплен одиг. из измерительных электродов., а выходь/ измерительных электродов подключены к входам введенного дифференциального усилителя.

Изобретение относится к электроизмерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит корпус 1, струнный модулирующий электрод (Э) 2, измерительные Э 3 и 4, электромагниты 5 и 6 приема и возбуждения колебаний и дифференциальный усилитель 8. Цель достигается введением электростатического экрана 7, обеспечивающего эффективное подавление помехи, вызываемой магнитными наводками. 1 ил.