Изобретение относится к измерительным средствам аналоговой вычислительной техники и предназначено для автоматизированных измерений разности потенциалов на твердой электропроводящей поверхности.
Известны датчики для измерения разности потенциалов в виде диэлектрической пластины, на верхней стороне которой установлен груз, а на нижней стороне расположены одна или более игл, электрически соединенных с измерительным блоком, причем острия игл являются контактными точками, между которыми измеряются разности потенциалов 1.
Недостатком известных датчиков является то, что их перемещение по элект эопроводящей поверхности производится только вручную, так как скольжение прижатых пружинами или грузом игл по поверхности электропроводной бумаги или алюминиевой фольги неизбежно ведет к механическим повреждениям, что не позволяет автоматизировать процесс перемещения датчика.
Целью изобретения является автоматизация процесса измерений.
Поставленная цель достигается тем, что .в датчике для измерения разности потенциаЛОВ на твердой электропроводяц1ей поверхности контактные элементы выполнены а виде зубчатых колес, жестко фиксированных однр относительно другого изолирующими прокладками и образующих с ними цилиндрическое тело с возможностью его вращения относительно продольной оси, закрепленной на координатном устройстве. Фланцы зубчатых колес снабжены токосъемными контактами.
Кроме того, для измерения разности потенциалов в направлении движения датчика торцы зубцов колес расположены в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси вращения цилиндрического тела. Зубцы одного колеса смещены относительно зубцов другого на половину углового расстояния между ними. Для из.мерения разности потенциалов в направлений, перпендикулярном движению датчика, торцы зубцов колес расположены по образующим боковых поверхностей цилиндрического тела с одинаковым угловым расстоянием, а между осью цилиндрического тела и кареткой координатного устройства установлен элемент с регулируемой степенью сжатия.
На фиг. Г изображен датчик, вид спереди, на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 зубчатое колесо, сечение А-А фиг. 1, на фиг. 4, 5, 6 - варианты схемы установки зубчатых колес.5
Датчик представляет собой цилиндрическое тело 1, составленное из первого 2 и второго 3 зубчатых колес, жестко фиксированных одно относительно другого изолирующими прокладками 4, с возможностью его вращения относительно продольной оси 5. Ось 5 укреплена в фиксаторе 6. Упругий элемент 7 расположен между фиксатором 6 и кареткой 8 координатного устройства. Степень сжатия элемента 7 регулируется фиксатором 9. Поверхность цилиидрическо- is го тела 1 обтянута упругим покрытием 10.
Фланцы 11 зубчатых колес 2, 3 снабжены токосъемными контактами 12, которые электрически соединены с входом коммутатора 13 измерительного блока 14.
Для измерения разности потенциалов в
Hanpa BJieHnM, перпёНДШул1;грВШГ )Ш1йЖёнию
. датчика, торцы зубцов колес 2, 3 распололожены в параллельных плоскостях по образующим боковых поверхностей цилиндрического тела 1с одинаковым угловым рас- 25 . стоянием (фиг. 4).
Для измерения разности потенциалов в направлении движения датчика торцы зубцов колес 2, 3 расположены в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси 5. При этом зубцы одного колеса 2 смещены 30 относительно зубцов другого колеса 3 на половину углового расстояния л1ежду ними (фиг. 5).
Для измерения разности пofeнцйaлoв пёрШйДйкулярнб и в направлении движения датчика на одной оси 5 укреплены две пары колес 2, 3. Торцы двух средних колес (первая пара) расположены в одной njiocкости, а торцы зубцов их смещены на половину углового расстояния один относительно другого. Торцы зубцов двух крайних 40 колес (вторая пара) расположены по образующим боковых поверхностей в паралеелельных плоскостях (фиг. 6). Токосъемньге контакты первой и второй пары колес г 1р1йШёдиШньг эЛекгриЧёски к и вторым входам коммутатора 13.45
Датчик работает следующим образом.
Цилиндрическое тело 1, включающее зубчатые колеса 2, 3, изолирующие прокладки 4 и токосъемные контакты 12, насаживают на ось 5 и закрепляют в фиксаторе 6. С , помощью фиксатора 9 устанавливается степень сжатия упругого элемента 7 относительно каретки 8 координатного устройства. Тркосъемные контакты 12 включаютсяна вход коммутатора 13 измерительного блока 14. Степень сжатия элемента 7.и материал 55 покрытия 10 подбирают таким образом, чтобы (f зйвйсийостй от материала, по кото р о му ТТёрёд в иг аётс я д а тч и к - э лё ктро п ров о дящая бумага, алюминиевая фольга и т. д.)
обеспечить надежный контакт с датчиком и механическую целостность материала. Для проверки датчик устанавливают на электропроводяЩую поверхность, где создано однородное электрическое поле, так что образующая боковой поверхности цилиндрического тела совпадает с направлением изопотенциальных линий поля. При этом сигнал с колес, торцы которых расположены по образующим, отсутствует, а с колес, торцы которых расположены в одной плоскости, имеет одинаковую величину. Для коррекции зубцы могут быть подогнуты или подпилены.
После проверки датчик переносится на модель с электрическим полем произвольной геометрической формы, где производится необходимые измерения.
Такая конструкция датчика позволяет автоматизировать его перемещение по поверхности .непрочных (фольга, бумага) материалов, из которых изготовлены, напримёр, модели для аналоговых интеграторов типа ЭГДА, или в.случае проверки однородности электропроводящих материалов неразрушающим методом контроля.
Наибольшее преимущество описываемый датчик имеет в случае, когда электропроводящая поверхность имеет вырезы, склеена из нескольких однородных или разнородных материалов, а измерения проводятся с переходом через места склейки.
Так, например, датчик позволяет в течение 4-6 ч получить информацию о строении электрического поля на модели типа ЭГДА до двух квадратных метров, что при ручной установке датчика требует 2-3 недели труда двух операторов. Наличие такого датчика на модели типа ЭГДА позволяет непосредственно стыковать ее с ЭЦВМ, а одинаковое усилие прижима датчика увеличивает точность измерений, так как исключает субъективную ошибку оператора при ручной перестановке зонда.
Формула изобретения
1.Датчик для измерения разности потенциалов на твердой электропроводящей поверхности, содержащий контактные элементы, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса измерений, контактные элементы выполнены в виде зубчатых колес, жестко фиксированных одно относительно другого изолирующими прокладками и образующих с ними цилиндрическое тело с возможностью его вращения относительно продольной оси, закрепленной на координатном устройстве, при этом фланцы зубчатых колес снабжены токосъемными контактами.
2.Датчик поп. 1, отличающийся тем, что с целью измерения разности потенциалов в направлении движения датчика, торцы зубцов колес расположены в одной плоскости.
