Гидромодуляционный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК H01G9/22 G01R19/04 

I

Изобретение относится к области электроизме|5итепы1ойтехники, в частности к устройствам для измерения величин лостоянного и медпеююменяющегося электрического поля в лроиодяи.ой среде.

Известно устройство для измерения напряжения, содержащее накопительный и дозирующий конденсаторы и соединенные с ключами, }|уль-детектор и два повторителя напряжения. Однако это устройство сложно и не применимо для измерения в проводяшей среде.

Известно также устройство для измерения постоянного ИЛИ медленноменяющегося электрического поля в проводящей среде, содержащее корпус, измерительные электроды, электродные камеры, гидроканалы и гидроключ, состоящий из активной и пассивной частей. Конструкция этого устройства позволяет избавиться от влияния собственного потенциала измерительных электродов на измеряемое з}1ачение электрического поля.

При работе устройства колеблющийся гидрокпюч поочередно замыкает через про- водяи1ую среду соответствующие электроды

с каждым ИЗ гидроканалов. Вследствие этого постоянная или медленно меняющаяся разность потенциалов, воздействующая на входы гидроканалов, подается на измерительные электроды с частотой, равной частоте коммутации гидроканадов с электродами.

Гидроключ соверщает поступательно-колебательное движение, что ограничивает скорость его перемещения в рабочей среде и, кроме того, связано с довольно значительными усилиями на его движение, пропорциональными скорости этого движения. Погрещность измерения рассматриваемого устройства обратно пропорциональна отнощен по частоты преобразованного сигнала к частоте измеряемого. Из-за указанных особенностей движения гидроключа выполнение названного отнощения для известной конструкции затрудняется с увеличением частоты измеряемого электрического поля и практически невозможно начиная с некоторых предельных значений. Частота преобразованного cHi}iaла равна частоте- питания электромагнита, осуществляющего колебания активной части гияпоключа. Поэтому помеха, проникающая на вход подкпючениой к измерительным эле тродам аппаратуры от цепей питания эректромагнита, имеет частоту, «одинаковую f частотой попезного сигнала и, следователь- но, уменьшает чувствительность известного устройства. Целью изобретения является расширение частотного диапазона измеряемого электрического попя и увеличение чувствительности. Для этого в предлагаемом устройстве активная часть гндроключа выполнена в ви де тела вращезиш, имеющего рабочую поверх ность, со стороны которой расположены кохгмутирующие полости, заполняемые прово дящей средой, а пассивная часть представляет собой поверхность участка корпуса, сопряженную с рабочей поверхностью актив- ной части, на которой расположены выходны отверстия гидроканалов и электродных камер. Активная часть прижата пружиной к пассивной части. Примером конкретного выполнения активной части гидроключа может быть диск,на одном из торцов которого, являющегося рабочей поверхностью, располагаются две коммутирующие полости, заполняемые проводящей средой. На фиг. 1 изображен гидромодуляционный преобразователь в двух проекциях; на фиг. 2 и 3 - то же, сечение А-А (при двух раз личных положениях активной части гидроклю Гидроключ состоит из активной части, выполненной в виде диска 1 с полостями 2 и 3, расположе1шыми со стороны рабочей поверхности 4, и пассивной части участка поверхности корпуса 5. С корпусом 5 соединезсы гидроканалы б и 7. продолжаю щиеся в объеме корпуса до выходных отверстия 8 и 9, расположенных на пассивной части гидроключсЭ. В корпусе 5 имеются две электродные камеры 10 и 11 для размещения в них измерительных электродов 12 и 13, связазшые с пассивной частью гидроключа выходными отверстиями 14 и 15 электродных камер. Активная часть прижата к пассивной части пружиной 16.Вращение активной части гидромодуляционного преобразователя осушест- впяется через вал 17, Работа гидромодуляционного преобразова теля осуществляется следующим образом. При помещении гидромодуляционзюго преобразователя в проводящую среду, в которой существует электрическое поле, на входах гидроканалов образуется разность потении- алови.-и, пропорциональная напряженно сти электрического поля и измерительной базе 6, - расстоянию между входами г-идроканалов. Когда при вращении диск 1 займет положение, указанное на фиг. 2, потенциал Uj от,выходного отверстия 8 гидроканала 6 через полость 2 диска 1, заполненную проводящей средой и отверстие 14 электродной камеры 10 передается к измерительному электроду 12. Потенциал U от выходного отверстия 9 гидроканала 7 через полость 3 диска 1 и отверстие 15 электродной камеры 11 передается к измерительному электроду 13. При дальнейшем вращении диск займет следующее положение, (см. фиг. З). В этом случае потенциал, будет приложен к измерительному электроду 13, а потенциал измерительному электроду 12. В процессе полного поворота диска на 360 потенциал на каждом из электродов изменится четыре раза. Таким образом, при вращении диска постоянная или медленноменяющаяся разность потенциалов на входе гидроканалов преобразуется гидромодуляционным преобразователем в переменное напряжение, частота которого равна удвоенной частоте вращения диска (в известном устройстве она равна частоте движения активной части гидроключа). Это позволяет расширить частотный диапазон измеряемых электрических полей в сторону верхних частот и повысить чувствительность измерительной аппаратуры за счет частотного разделения преобразованного сигнала, снимаемого с измерительных электродов, и наводок на входные цепи аппаратуры от двигателя гидроключа, частота питания которого может быть выбрана отличной от частоты преобразованного сигнала, что невозможно при использовании известного устройства. Формула изобретения 1. Гидромодуляционный преобразователь, содержащий корпус, измерительные электроды, элпектродные -камеры, гидроканапы, и гидроключ, состоящий из активной и пассивной части, отличающийся тем, что, с целью расщирения частотного диапа-. зона измеряемого электрического поля н увеличения чувствительности,активная часть гидроключа выполнена в виде тела вращения, имеющего рабочую поверхность,: со стороны которой расположены полости, заполняемые проводящей средой, и прижатого пружиной к пассивной части, представляю