Изобретение относится к области физической океанологии и может быть использовано для измерения электрической напряженности электромагнитных полей в морской воде.
Целью изобретения является повышение информативности и точности измерения модуля р пространственного положения вектора напряженности электрического поля в проводящей среде, лежащего в горизонтальной плоскости.
На чертеже изображена структурная схема устройства. Схема содержит
первичный измерительный преобразователь 1 напряженности электрического поля (ШТНЭП) 1, вращающийся диэлектрический корпус которого установлен на оси 2 вращения, удерживаемой по вертикали места на буксируемом объекте 3. На оси 2 вращения установлены также синусные датчики 4 и 5 угла, развернутые относительно друг друга вокруг оси 2 на угол 90. Выход ППНЭП 1 через усилитель 6 соединен с одним из входов перемножающих устройств 7 и 8,
м ю
Од
3151
другие входы которых соединены с выходами синусных датчиков угла 4 и 5 соответственно. Выходы перемножающих устройств 7 и 8 через фильтры 9 и 10 нижних частот соединены с вычислительным устройством 115 определяющим модуль и положение вектора напряженности электрического поля в горизонтальной плоскости.
Для определения проекции вектора напряженности электрического поля на направление оси чувствительности ППНЭП введем правую систему координат связанную с носителем. Причем ось OY совпадает с направлением вертикали и осью вращения вращающегося диэлектрического корпуса ППНЭП, а оси 01 и Oi| взаимно перпендикулярны и лежат в горизонтальной плоскости. Введем также сис тему координат OZYX, связанную с вращающимся диэлектрическим корпусом ППНЭП. При этом положение оси OZ совпадает с осью вращения корпуса ППНЭП и осью OY, а положение оси OY и ОХ задается углом c(t) их поворота в горизонтальной плоскости в процессе измерения.
Е и Е и - соответствующие проекции горизонтальной составляющей вектора наНряженности электрического поля на оси 0 и Oi соответственно. Угол c((t) o((i+Slt, где о(о- УГОЛ, измеряемый в горизонтальной плоскости и определяющий начальное положение оси чувствительности ППНЭП; 57 - угловая скорость вращения вращаю
щегося диэлектрического корпуса ППНЭП.,
Проекция вектора напряженности электрического поля на ось чувствительности ППНЭП определяется выра жением:
Е Е совЦ+ЯО + E.sin(o(, +Slt),
(1) где t - время, с.
Выходной сигнал в виде электрического напряжения после прохождения усилителя будет иметь вид:
ивых() ( +
+ К,„К.Е (0(0 +nt) +4Vno«e (t),
. (2)
где , и К - соответственно масштабные коэффициенты ППНЭП и усилителя; Y помех (t) - напряжение аппаратурн 1х помех о
Датчики 4 и 5 угла обеспечивают соответственно выработку напряжений
) UoSin(Slt ч-cfj;.
Us(t) UoSifl(sit 90) - Ucos( , (3)
и - начальная амплитуда напряжения.
Найдем напряжение на выходе перемножающих устройств, считая, что Еу, и Ef являются медленно меняющимися (по сравнению с частотой Я) функциями времени
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для измерения активной и реактивной мощностей гармоник в электрической цепи | 1983 |
|
SU1167518A1 |
Первичный преобразователь для измерения напряженности электрического поля в проводящей среде | 1990 |
|
SU1755231A1 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТСЧЕТОВ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ | 1989 |
|
RU2015517C1 |
Формирователь конечной разности первого порядка огибающей сигнала | 1989 |
|
SU1670615A2 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ СИММЕТРИЧНЫМ СОСТАВЛЯЮЩИМ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ | 1995 |
|
RU2099728C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МГНОВЕННОЙ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ | 2016 |
|
RU2651809C1 |
Способ формирования сигнала, пропорционального обобщенному вектору трехфазной системы напряжений | 1989 |
|
SU1725165A1 |
Способ преобразования угла поворота вала в код | 1984 |
|
SU1226668A1 |
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВА | 2012 |
|
RU2488810C1 |
Способ определения фазового сдвига | 1986 |
|
SU1377765A1 |
Изобретение может быть использовано в физической океанологии и служит для измерения электрической напряженности электрических полей в проводящих средах. Цель изобретения - повышение информативности и точности измерения модуля и пространственного положения вектора напряженности электрического поля, лежащего в горизонтальной плоскости. Для этого устройство снабжено датчиком опорного сигнала, изменяющегося с частотой измеряемого сигнала, двумя перемножителями и двумя фильтрами нижних частот. Измеряемый сигнал после усиления поступает на один из входов двух перемножителей, на другие входы которых подаются сигналы с датчика опорного сигнала. С выхода перемножителей сигналы попадают на входы фильтров нижних частот, с выходов которых на регистрирующую аппаратуру поступают сигналы, пропорциональные соответственно х- и у- составляющим измеряемой напряженности. Такое техническое решение позволяет увеличить информативность измерений за счет увеличения числа компонент измеряемой напряженности электрического поля, а также повысить точность измерений за счет исключения из результатов измерения аппаратурных шумов. 1 ил.
U.(t) rK,,,cos(c(o+at) + К,„К.,Е sin(rf,+ nt )хи„Б1п((,) +
оt- т
+ липом
{t)U.,sin(nt -i-ofj K„„K„U..E,,sin2(o(o+Яt)
+ 4K,.nKvUoE.,l-cos2((o-+Slt) + dtJncM(t)Uosin(Slt
yupjj.
U(t) К,,К,иоЕ„ 1 + cos2(d +Slt} +
12
+ sin2(o(o+5|t) + Л U „„„(t )U, cos(sit + efj .
Соответственно после прохождения фильтров 9 и 10 нижних |Частот на вход вычислительного устройства 11 будут поданы сигналы:
Ujt) k ,
Пп
o-(
Vr.
1
Uj) ,U,E , 1
(5)
где Kj. Kf,K, суммарный коэффициент преобразования.
(4)
50
Вычислительное устройство 1I выполняет стандартную операцию вычисления модуля (E.-f.) и пространственного положения (ц) вектора напряженности электрического поля по определенным ортогональньм проекциям в системе координат носителя:
Е -/() -f )S
arctg |lb-.
(6)
515
Функционирование предлож4;нного устройства не связано с точностью поддержания стабильной скорости (а) вращения корпуса ППНЭП, так как при ее изменении одновременно изменяется частота полезного сигнала на выходе ГШНЭП и частота напряжения дат- чиков 4 и 5 угла, установленных на оси 2 вращения.
Формула изобретения
Устройство для измерения вектора напряженности электрического поля в проводящей среде, содержащее первичный измерительный преобразователь напряженности электрического поля с вращающимся диэлектрическим корпусом и двумя измерительными электродами, один из которых установлен неподвижно с внешней стороны диэлектрического корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности и точносLJ
6
ти измерения модуля и пространственного положения вектора напряженности электрического поля, лежащего в горизонтальной плоскости, в его состав дополнительно включены усилитель, два перемножающих устройства и два фильтра нижних частот, два синусных датчика угла,- установленных на оси
врап1ения диэлектрического корпуса, удерживаемой по вертикали, и развернутых вокруг этой оси относительно друг друга на угол 90°, а также вычислительное устройство, при этом
выходы синусных датчиков электрически соединены с одним из входов двух перемножающих устройств, вторые входы каждого из HIIX подключены к выходу усилителя, вход которого соединен с выходом первичного измерительного преобразователя напряженности электрического поля, а выходы перемножающих устройств через фильтры Н1-1ЖНИХ частот подключены к
вычислительному устройству.
Устройство для измерения напряженности электрического поля в морской воде с подвижного носителя | 1984 |
|
SU1200218A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Первичный преобразователь для измерения напряженности электрического поля в проводящей среде | 1986 |
|
SU1368841A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1989-09-30—Публикация
1987-05-25—Подача