Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля Советский патент 1989 года по МПК G01R33/00 

(61) 8753Й

(21)A36it038/2it-2i

(22)15.01,88

() 30.11,89, Бюл, f kk .

(71)Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина

(72)А.Е.Выволокин, В.П.Даценко, В.В.Князев и Г,Ф.Нескородов (53) 621.317. (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 87531 4, кл. G 01 R 33/00, 1980.

( УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

(57)Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсных электромагнитных полей внутри неоднородных металлических экранов. Цель из обретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии

внутренних электрических полей апериодических электромагнитных импульсов. Это достигается использованием однородной двухэлектродной линии с поперечным размером а, определяющимся из соотношения ,25 C t cp, где С - скорость распространения электромагнитной волны в среде, окружающей линию; ср - длительность фронта апериодического электромагнитного импульса, и симметричным расположением между электродами линии и датчиком двух проводящих пластин, параллельных векторам электрического и магнитного полей и имеющих одинаковые размеры и геометрическую форму, совпадающую с формой отверстия в исследуемом экране. Устройство содержит конденсаторный накопитель 1, коммутатор 2, резисторы 3 и i, электроды 5 и 6, калибруемый датчик 7, проводящие пластины 8. 1 ил.

а

(Л

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсных электромагнитных полей внутри неоднородных металлических экранов. Цель изобретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии внутренних электрических полей апериодических электромагнитных импульсов. Это достигается использованием однородной двухэлектродной линии с поперечным размером A, определяющимся из соотношения A = 1,25^.C^.τ_ф, где C - скорость распространения электромагнитной волны в среде, окружающей линию

τ_ф - длительность фронта апериодического электромагнитного импульса, и симметричным расположением между электродами линии и датчиком двух проводящих пластин, параллельных векторам электрического и магнитного полей и имеющих одинаковые размеры и геометрическую форму, совпадающую с формой отверстия в исследуемом экране. Устройство содержит конденсаторный накопитель 1, коммутатор 2, резисторы 3 и 4, электроды 5 и 6, калибруемый датчик 7, проводящие пластины 8. 1 ил.

1Ч

I3 15256 о

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам дгя калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсных полей внутри неоднородных металлических эн:ранов.

Цель изобретения - повышение точ- нс|1сти калибровки и уменьшение потерь

энергии внутренних электрических по- ле;й апериодических электромагнитных

10

и

|пульсов.

На чертеже изображено предлагаемое ус тройство..

Поставленная цель достигается еле- 5

Д

ющими признаками: поперечный размер

однородной двухэлектроднои линии спязан с длительностью фронта € ф апериодического электромагнитного им- льса следующим соотношением а ,25 Ci bop, где С - скорость распрост- нения электромагнитной волны в дан- H(j)й среде; между электродами линии датчиком симметрично расположены проводящие пластины, например медlej расположены они так, что векторы

электрического и магнитного полей п зраллельны к плоскости пластин; пластины имеют одинаковые размеры и геометрическую форму; форма пластин . совпадает с формой отверстий в иссле- экранах.

I Выбор параметра а, т.е. расстояния между элементами линии сделан из следующих соображений. Двухэлектродная линия для электромагнитного поля представляет собой волновую структуру которая с наименьшим затуханием про- гускает только основную гармонику -:астотой f . Калибратор предназначен /:|ЛЯ калибровки датчиков импульсного поля, а апериодический импульс имеет (бесконечный частотный спектр. Существует связь эффективной частоты f с ;|1лительностью фронта апериодического импульса й оэ ., что обуславливает выбор (Параметра а для передачи энергии с наименьшим затуханием, т.е. с минимальными потерями энергии.

В предлагаемом устройстве однородная Двухэлектродная линия в сечении Представляет собой прямоугольник с расстоянием между элементами линии, (завным а. Критическая длина волны, Э следовательно и частота, связаны с размером а соотношением:

,: f.i...c. (1)

2

Для апериодического импульса связь частоты с длительностью фронта импульса Оф следующая:

f - 2i

m

(2)

5

0

0

5

0

35

40

45

50

Из формул (1) и (2) несложно получить связь размеров линии с длительностью фронта импульса

а ,25 CЦ, ,(3) где С - скорость распространения волны в данной среде (в нашем случае Ё воздухе., поэтому 1/-JEp7 l) .

Проводящие пластины, расположенные между электродами линии, имеют геометрическую форму и размеры, идентичные форме и размерам отверстия в корпусе металлического экрана,

Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля содержит конденсаторный накопитель 1 , соединенный последовательно с коммутатором 2, который подключен к точке соединения резисторов 3 и , включенных в разрыв электрода 5. Конденсатор

1соединен также с электродом 6. Между электродами 5 и 6 в точке, диаметрально противоположной коммутатору 2, располагается калибруемый датчик 7, симметрично справа и слева от датчика расположены проводящие пластины 8, например медные, одинаковых геометрических размеров и формы, совпадающей с формой отверстий в исследуемом экране.

На чертеже также обозначены: Ё,Н - векторы электрической и магнитной составляющих поля; I - ток бегущей волны; R - радиус кольца; if- азимутальный угол точки наблюдения; 1 линейный размер датчика; а - поперечный размер двухэлектродной линии.

Устройство работает следующим образом.

В момент конденсаторный нако- питель 1, заряженный до напряжения Ug, подключается с помощью коммутатора 2 к точке соединения резисторов 3 и 4. В этот момент вдоль электродов 5 и 6 однородной линии от коммутатора

2к датчику 7 начинают распространяться две одинаковые волны. Если сопротивление Z каждого резистора 3

55 и + равно волновому сопротивлению линии, то амплитуда тока этих волн 1

In Uo/2 Z. Электрические поля равны направлены, а магнитные

о о

и одинаково

поля равны и противоположно направлеIT Rны. Через время t , где С - скорость распространения электромагнит-, ных волн в линии, обе волны достигают пластин 8, искажаются и приходят на датчик 7. Распределение поля на пластинах таково, что оно полностью имитирует прохождение поля через отверстие в металлическом экране с отверстием, плоскость которого нормально расположена к векторам F, что согласуется, с принципом Бабине, примененным к электромагнитному полю. Их суперпозиция приводит к сложению электрических полей и выч итанию магнитных полей.

Таким образом, для то чного датчика 7 воздействие поля Н сведено к, нулю. Если датчик 7.имеет линейный размер 1 в направлении распространения волны (вдоль линии), .то в течение левая и правая половины датчик появлению паразитного сигнала,Однако, из-за конечной крутизны переднего фронта величина этих полей значительно ниже амплитудного значения бегущей волны.

Формула изобретения

10

Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля по авт. св. № 87531, отличающееся тем, что, с целью повышения 15 точности калибровки и уменьшения ло- терь энергии, между электродами линии и датчиком симметрично расположены дополнительно введенные проводящие пластины, плоскости которых параллельны 20 векторам электрического и магнитного полей, пластины выполнены одинаковыми по размерам и геометрической форме, а поперечный размер а связан с длительностью фронта апериодического

ка 7 подвергаются воздействию неском- 25 импульса соотношением ,25 C tj, пенсированных магнитных полей проти-где С - скорость распространения

воположного знака, что может привести электромагнитной волны в данной среде.

к появлению паразитного сигнала,Однако, из-за конечной крутизны переднего фронта величина этих полей значительно ниже амплитудного значения бегущей волны.

Формула изобретения

10

15 20