Устройство измерения напряженности электростатического поля Советский патент 1980 года по МПК G01R29/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения напряженности постоянного электрического поля. Устройство предназначено для измерения электрического поля вблизи высоковольтных установок постоянного .тока, например контактных сетей постоянного тока электрического транспорта. Известно устройство для измерения электростатического поля, содержащее вибрирукнций электрод, возбуждаемый &.)1ектромагнитом, обмотка которого ьЬединена с электростатическим генератором, электрометрический усилитель и измерительньэй прибор ВД Недостатки этого устройства состоят в малой чувствительности, обусловленной наличием помех от возбуждаюцего источника, и большое потребление энергии для раскачки вибрирующего электрода. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для измерения электростатического поля, содержащее датчик с зазем ленным и измерительньам электродами, источник возбуждения вибраций иэмери тельного электрода, электрометрический усилитель, систему обратной связи и регистрируклций прибор . Недостаток этого устройства заключается в большом потреблении энергии от источника питания вследствие того, что часть энергии поглощается в пъезокристалле, который используется для возбуждения измерительного электрода. Целью изобретения-является уменьшение потребляемой энергии от источника питания. Цель достигается тем, чтО в устройстве для измерения напряженности электростатического поля, содержащем датчик с заземлением и измерительным электродами, источник возбуждения колебаний измерительного электрода, электрометрический усилитель, вход которого соединен с измерительным электродомг а выход - с регистрирующим прибором, и систему обратной связи, электроды датчика образуют ножки камертона из ферромагнитного материала, электрически изолированные в основании посредством слоя диэлектрика, а источник возбуждения и система обратной связи выполнены электромагнитными, магнитопроводы которых охватывают заземленный электрод.

Камертон укреплен на опоре в его центре масс. Кроме того, устройство снабжено постоянным магнитом, расположенным между разветвлениями магнитопроводов.

На чертеже изображена схема устройства согласно изобретению.

Устройство содержит датчик с измерительным электродом 1 и заземленным электродом 2, выполненным из упругого ферромагнитного материала, которые образуют ножки камертона, электрически изолированные в его основании через слой твердого Диэлектрика 3. Жесткая ножек камертон может быть осуществлена болтовым или клеевым креплением. Заземленный электрод с помощью консоли 4 укреплен на опоре 5, жестко связанной с корпусом устройства (на чертеже не показан). Для обеспечения опти.мальных условий возбуждения точку закрепления следует располагать в центре масс камертона. Возбуждение колебаний измерительного электрода 1 производится с помощью электро.магнитного источника, содержащего вобуждающую катушку 6, соединенную с генератором 7 и расположенную на магнитопроводе 8, охватываклдем заземленный электрод 2. Стабилизация амплитуды колебаний измерительного электрода 1 осуществляется с помощью элекромагнитной системы обратной связи, содержащей катушку 9 обратной связи, включенную в цепь обратной связи генератора 7 и расположенную на магнитопроводе 10, охватывающем заземленный электрод. Между магнитопроводами 8 и 10 расположен поляризующий постоянный магнит 11, полюсы которого касаются магнитопроводов в местах их разветвления, что повышает стабильность колебаний датчика. Магнитные зазоры в магнитопроводах 8 и 10 должны быть минимальными. Измерительный электрод 1 соединен с входом электрометрического усилителя 12, выход которого подключен к регистрирукицему прибору (на чертеже не показан.

Устройство работает следующим образомi

С помощью возбуждающей катушки 6 раскачивают заземленный электрод 2, колебания которого вследствие механического резонанса камертона передаются в противофазё с той же амплитудой измерительному электроду 1. Колебания измерительного электрода отличаются достаточно высокой стабильностью. При внесении колеблющегося измерительного электрода в электрическое поле в нем наводится переменное напряжение, которое усиливается электрометрическим усилитес лем 12.

Переменное магнитное поле возбуждающей катушки б наводит вихревые токи только в заземленном электроде 2, благодаря чему полезный сигнал

Q больше уровня помех и обеспечивается достаточно высокая чувствительность устройства.

Использование механической резонансной системы (камертона) для раскачки измерительного электрода значительно уменьшает расход энергии от источника питания.

Устройство -может быть использовано в портативных полевых приборах для дистанционного определения

0 уровня напряжения на токоведущих частях электроустановок постоянного тока.

Формула изобретения

5 1- Устройство для измерения напряженности электростатического поля, содержащее датчик с заземленным и измерительным электродами, источник возбуждения колебаний измерительного

Q электрода, электрометрический усилитель , вход которого соединен с измерительным электродом, а выход - с регистрирующим прибором, и систему обратной связи, отличающееся

тем, что, с целью уменьшения потребляемой энергии, электроды датчика образуют ножки камертона из ферромагнитного материала, электрически изолированные в основании посредством слоя диэлектрика, а источник возбуждения 0 и система обратной связи выполнены электромагнитными, магнитопроводы которых охватывают заземленный электрод .

2.Устройство ПОП.1, ОТЛИ5 зющееся тем, что камертон укреплен на опоре в его цейтре масс.

3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено постоянным магнитом, располоQ женным между разветвлениями магнитопроводов.

Источники информациии, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР I 90151, кл. G 01 R 29/12, 1949.

2.Патент Франции 2252575 кл. G 01 R 5/28, опублик. 1975 (прототип ) .

3 8 7

/ jf 7 7 / 7

X