Устройство для определения потенциала и напряженности поля короны постоянного тока Советский патент 1975 года по МПК G06G7/48 

Для осуществления этой цели в устройство введены высоковольтный генератор инфранизкой частоты, коммутатор, амплитудные дискриминаторы, логический элемент «И, индикатор, блоки деления, сумматор, регистрирующий блок, блок отметки координат зондов, инвертор, интегратор, дифференцирующие блоки, а также конструктивные связи между ними.

На чертеже изображена блок-схема устройства для определения потенциала и нанряжеиности поля короны постоянного тока.

В состав блок-схемы входят высоковольтный генератор 1 инфранизкой частоты, двойной зонд 2, коммутатор 3, усилитель 4, амплитудный дискриминатор 5, амнлитудиый дискриминатор 6, логический элемент «И 7, индикатор 8, делитель напряжения 9, блок деления 10, блок деления 11, сумматор 12, регистрирующий блок 13, блок 14 отметки координат зондов, зоидовая платформа 15, инвертор 16, интегратор 17, дифференцирующий блок 18, дифференцирующий блок 19, реле 20 для переключения зондов А и В (на чертеже не указаны) на вход усилителя 4, реле 21 для переключения входов инвертора 16 и интегратора 17.

Высоковольтный генератор 1 инфраиизкой частоты служит для задания высокого инфранизкочастотпого синусоидального ианряжения на двойной зонд 2, который представляет собой два цилиндрических зонда А и Б с измерительными сопротивлеииями, зашунтироваипыми емкостями, и выполняет функции датчика тока.

Коммутатор 3 служит для нереключения зондов, инвертора 16, интегратора 17, переключения блока 14 отметки координат зондов и представляет собой набор электронных реле времени с независимыми временами переключения.

Усилитель служит для усилепия токов, снимаемых с зондов.

Амплитудный дискриминатор 5 предиазначен для отметки времени, когда напряжение, пропорциональное зондовому току, достигнет заданного уровня (близкого к нулю). Амплитудный дискриминатор 6 предназначен для отметки момента времени, когда нанряжение, задаваемое иа зонд, достигнет заданного уровня. Уровни напряжения, устанавливаемые на амлитудных дискриминаторах, должны быть одинаковыми.

Логический элемент «И 7 осуществляет выдачу сигнала в момент времени, когда отсутствует сдвиг по фазе между током и напряжением на зонд, ввод сигнала на электронный коммутатор, управляющий процессом записи рассчитанных параметров на регистрирующий блок.

Индикатор -8 предназначен для визуального наблюдения сигнала, указывающего на отсутствие сдвига фаз между током и напряжением на двойном зонде, а делитель напряжения 9 - для деления высокого напряжения, один уровень которого подается на зондовую платформу, где расположено все устройство, а второй уровень - на амплитудный дискриминатор 6 (триггер Шмидта). Блок деления 10 служит для определения производной тока зонда по напряжению путем деления производной тока зонда но времени, реализуемой дифференцирующим блоком 18, на производную напряжения зонда

по времени, реализуемую дифференцирующим блоком 19.

Часть схемы, выделенная пунктирным квадратом и включающая элементы 5-8, служит для выработки сигнала оповещения о иахождении в линейной части вольт-амперной характеристики зонда и управления цепями нереключения и расчета параметров поля (потенциала и напряженности). Блок деления 11 определяет частное от делеиия напряжения, пропорционального току зонда на производную тока зонда по напряжению на зонд.

Сумматор реализует сумму напряжений, поступающих с делителя напряжения и с

блока деления 11, а регистрирующий блок служит для фиксации результатов автоматического расчета параметров поля короны.

Блок отметки координат зондов предназначен для задания координат положения зонДОН в поле короны постоянного тока, а зондовая платформа - для развязки всей конструкции устройства, находящейся под высоким потенциалом относительно земли. Инвертор служит для перемены знака величины нанряжения, снимаемого со второго зонда Б, интегратор предназначен для запоминания величины напряжения, снимаемого с первого зонда А, и для реализации операции вычитания напряжений с первого зонда

А и со второго зонда Б.

Дифференцирующий блок 18 служит для определения производной тока зонда по времени, а блок 19 - для определения производной напряжения зонда по времени.

Контакты реле 20 предназначены для переключения зондов А и Б на вход усилителя, а контакты реле 21 - для нереключения входов интегратора и инвертора. Устройство работает следующим образом.

Устройство реализует автоматическое построение зондовой вольтамперной характеристики, выделяя и отмечая на индикаторе тот интервал времени, в течение которого вольтамперная характеристика зонда линейна,

что используется для автоматического расчета параметров поля.

С делителя напряжения сигнал, нропорциональный напряжению на зонд, нодается на вход амнлитудного дискриминатора 6, с выхода которого импульс поступает на вход логического элемента «И, на другой вход которого с выхода усилителя через амнлитудный дискриминатор 5 подается напряжение, пропорциональное току зонда. Если при этом

напряжения амплитудных дискриминаторов

5 и 6 не имеют временного сдвига, что свидетельствует об отсутствии сдвига по фазе между током и напряжением на зонд, то с выхода логического элемента «И подается сигнал на индикатор и импульс на управление электронным коммутатором, который управляет контактами реле 20 и 21, переключающими зонды, инвертор и интегратор, а также подключает регистрирующий блок для разрещения записи результатов расчета (потенциала и напряженности) и координат зондов.

Высоковольтный генератор инфранизкой частоты служит для задания на двойной зонд (например, сначала иа зонд А) высокого напряжения инфраннзкой частоты синусоидальной формы, которое через делитель напряжения и зондовую платформу подается на общую точку двойного зонда.

С помощью блока отметки координат зонда периодически по сигналу с коммутатора осуществляется перемещение зондов, после чего выдается команда с блока отметки координат на регистрирующий блок о положении зонда в пространстве.

С зонда на вход усилителя, через контакты реле 20, управляемые комлр/татором, поступает напряжение, пропорциональное току зонда, которое, после усиления на усилителе, поступает на вход дифференцирующего блока 18, с которого напряжение, пропорциональное производной тока зонда по времени, поступает на вход блока деления 10. На другой вход блока деления 10 с делителя напряжения через дифференцирующий блок 19 подается напряжение, пропорциональное производной напряжения зонда по времени.

Таким образом, с выхода блока деления 10 напряжение, пропорциональное производной тока зонда по напряжению на зонд, поступает на вход блока деления 11, на другой в.ход которого с усилителя подается иапряжение, пропорциональное зондовому току.

На выходе блока деления 11 действует напряжение, равное частному от деления зондового тока на ироизводную тока зонда по напряжению на зоид и поступающее на один из входов сумматора; на другой вход сумматора с выхода делителя напряжения поступает напряжение, пропорциональное напряжению на зонд, так что на выходе сумматора действует наиряжение, пропорциональное потенциалу точки пространства, где размещен зонд.

В тех случаях, когда но команде от электронного коммутатора информация с сумматора через контакты реле 21 поступает на инвертор и затем на интегратор, с выхода последнего на регистрирующем устройстве производится запись напряженности электрического поля короны постоянного тока, а непосредственно с выхода c м raтopa на регпстрирующем блоке фиксируется либо потенциал Ll в точке распо,:г /ке:1ия зо-:ла А. либо потенциал L/2 в точке расположения зон;,. Б. После завершения очередного цикла автоматического измерения и расчета иараметров поля короны по команде от электронного коммутатора осуществляется переключение на другой зонд (Б), перемещение зондов при помощи блока отметки координат зондов в новое положение и вырабатывается команда иа производство нового цикла автоматического измерения и расчета параметров поля короны постоянного тока.

Предмет изобретения

Устройство для определения потенциала и напряженностн поля короны постоянного тока, содержащее зондовую платформу с двойным зондом, подключенным через обмотки реле к усилителю, и делитель нанряжения, соединенный с зондовой платформой, отличающееся тем, что, с целью попыщення

точности и быстродействия устройства, оно содержит высоковольтный геьератор инфранизкой частоты. KOMMyTHTOjj, амплитудные дискриминаторы; логическнй эледент «П, ннднкатор, блок деления, с мматор, регистрируюни1Й блок, блок отметки координат зондов, инвертор, ннтегратор, дифференцирующие блоки, причем выход высоковольтного генератора пнфраннзкой частоты соедннен со входом делителя напряження,

выход которого соединен с первым амплитудным дискримииатором, нервым днфференцирующим блоком и сумматором, вы.ход первого амплитудного дискрнминатора соедннен с входом логнческого элемента «П, другой

вхо.д которого связан с выходом второго амплитудного дискриминатора, а выход связан с входом ннднкатора н входом коммутатора, выход которого подключен к обмоткам реле и к уиравляющему в.ходу регистрирующего

блока, соединенного с интегратором и сумматором, выход уснл1ггеля соединен с входом второго амплитудного дискриминатора, входом второго дифференцирующего блока и входом первого блока деления; выход второго диффере1цируюн;его блока соединен с входом второго блока деления, другой вход которого подключен к выходу первого дифференцирующего блока, а его выход соедннен с входом первого блока деления, выход которого соединен с входом сумматора, выход которого через об.моткн реле подключен к инвертору и к интегратору, соединенному с выходом инвертора, а выход коммутатора соединен с блоком отметк координат зондов,

один выход которого подключен к двойному зонду, а другой - к регистрирующему блоку.

15