Устройство для измерения напряженности электрического поля Советский патент 1992 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения напряженности гармонического электрического поля радиодиапазона. Устройство может быть использовано для измерения поля внутри закрытых и герметичных объектов.

Известно устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее два электрических вибратора, образующие электрический диполь, полупроводниковый диод, подключенный к электрическим вибраторам, двухпроводную линию, подключенную с одной стороны к электрическим вибраторам, а с другой стороны подключенную к индикатору.

Недостаток данного устройства состоит в том, что с его помощью невочможно про изводить измерения поля внутри закрытых и, тем более, герметичных объектов. Наличие линии связи между индикатором и элек- трическим диполем обуславливают необходимость выполнения специальных отверстий в стенках исследуемого объекта, что в ряде случаев недопустимо.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее полую втулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки два электрических tui6pdTopa. выполненные в виде полых металлических цилиндров, подключенный к электрическим вибраторам полупроводниковый диод, конденсатор и два дросселя, расположенные tio вчутрен

XI

-ч сл

о

00 00

I vntmfe

ней полости вибраторов, причем дроссели включены между выводами конденсатора и электрическими вибраторами 2.

Недостатком данного устройства является большая неравномерность его амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот, вызванная зависимостью индуктивности дросселей от частоты.

Кроме того, данное устройство имеет низкую надежность, так как при замыкании вибраторов в цепи дросселей, имеющих большую индуктивность, возбуждаются колебательные процессы, приводящие к пробою полупроводникового диода и электролитического конденсатора.

Цель изобретения - повышение равномерности амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее полую втулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки два электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров, подключенный к электрическим вибраторам первый полупроводниковый диод и конденсатор, расположенный во внутренней полости вибраторов, введены второй полупроводниковый диод и резистор, соединенные параллельно, первый и второй полупроводниковые диоды и резистор размещены во внутренней полости вибраторов, один из электродов второго полупроводникового диода подключен к разноименному электроду первого полупроводниковою диода, между другими электродами первого и второго полупроводниковых диодов включен конденсатор.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для измерения напряженности электрического поля; на фиг. 2 - его электрическая схема.

Устройство для измерения напряженности электрического пдля содержит полую втулку 1 из изоляционного материала,например фторопласта, два электрических вибратора 2, выполненные в виде полых тонкостенных металлических цилиндров, первый полупроводниковый диод 3, конденсатор 4, второй полупроводниковый диод 5 и резистор С. Величина сопротивления R резистора 6 выбирается из соотношения:

RBX R гпр,

где RBX - входное сопротивление вольтметра, с помощью которого измеряется напряжение между электрическими вибраторами 2:

гф сопротивление в прямом направлении первого полупроводникового диода 3.

Устройство для измерения напряженности электрического поля работает следующим образом.

Перед проведением измерений устройство помещают в область пространства, где необходимо измерить гармоническое электрическое поле. Затем включают это поле, под его действием на электрических вибраторах устройства наводится ЭДС. В полупе0 риоды, когда направление действия ЭДС соответствует прямому смещению пзрвого диода 3, возбуждаемый ЭДС ток течет через указанный диод. Так как второй диод 5 включен для данного полупериода ЭДС в

5 обратном направлении, а сопротивление резистора 6 во много раз больше прямого сопротивления диода 3, то в рассматриваемый полупериод ток через конденсатор 4 не течет и конденсатор не заряжается.

0 В другие полупериоды колебаний электрического поля, когда ЭДС приложена к первому диоду 3 в обратном направлении, ток через него не течет. В это время ток проходит через открытый второй диод 5 и

5 соединенный параллельно с ним резистор 6 и заряжает конденсатор 4. По истечении некоторого времени конденсатор 4 заряжается до напряжения, равного по величине ЭДС, наводимой на вибраторах 2. Время

0 заряда определяется величиной емкости конденсатора 4 и прямым сопротивлением второго диода 5 и составляет не более двух- трех десятков секунд, Накопленный конденсатором 4 заряд сохраняется неизменным,

5 так как в цепи его разряда включен обрат- носмещенный первый диод 3.

После окончания действия электрического поля с помощью вольтметра измеряют напряжение между вибраторами 2. Так как

0 сопротивление резистора 6 много меньше, чем входное сопротивление вольтметра, то измеренное напряжение равно напряжению на конденсаторе 4.

5Таким образом, благодаря тому, что напряжение на конденсаторе пропорционально напряженности электрического поля, можно по заранее снятой градуировочной характеристике определить величину элект0 рического поля.

Выбор диодов 3, 5 схемы проводится с таким расчетом, чтобы их характеристики оставались неизменными во всем рабочем диапазоне частот. Поскольку других часто5 тозависимых элементов в устройстве нет, то это устройство имеет равномерную амплитудно-частотную характеристику в широком диапазоне частот. Отсутствие индуктивных элементов в устройстве исключает возникновение перенапряжений в цепи диодов 3.

. конденсатора 4. Поэтому устройство обладает высокой надежностью.

Формула изобретения Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее полую втулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки два электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров, подключенный к электрическим вибраторам первый полупроводниковый диод и конденсатор, расположенный во внутренней полости вибраторов, отличающее0

с я тем, что, с целью повышения равномерности амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот и повышения надежности, введены второй полупроводниковый диод и резистор, соединенные параллел но, первый и второй полупроводниковые диоды и резистор размещены во внутренней полости вибраторов, один из электродов второго полупроводникового диода подключен к раэ- ноимежюм, электрс/.у первого полупроводникового диода, а мс-жду другими электродами первого и второго полупроводниковых диодов зключен конденсатор.

Использование: изменение напряженности гармонического электрического поля радиодиапазона с повышенной точностью - при повышении надежности устройства. Сущность изобретения: устройство содержит полую втулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки две электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров и образующие электрический диполь. Во внутренней полости вибраторов размещены первый полупроводниковый диод (ППД), конденсатор, а также второй ППД и резистор, соединенные параллельно. Первый ППД подключен своими электродами к электрическим вибраторам. Второй ППД анодом подключен к катоду первого ППД, а катод второго ППД и анод первого ППД 3 соединены через конденсатор. 2 ил.

фе/г. 1

3

ы