Датчик электростатического поля Советский патент 1981 года по МПК G01R29/12 

1

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен датчик электростатического поля, содержащий возбудитель механических колебаний с чувствительными электродами, подключенными к усилителю, и модулирующий электрод Ц

Однако датчик не обеспечивает высокую точность измерений и имеет узкий диапазон рабочих частот.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение частотного диапазона.

Цель достигается тем, что в датчике электростатического поля, содержащем возбудитель механических колебаний с чувствительными электродами, подключенными к усилителю, и модулирукщий электрод, выполненный в виде закрепленной на опорах металлической струны или ленты, а чувствительные электроды - в виде изолированных проводников, расположенных параллельно модулиру1сщему электроду.

На чертеже приведена конструкция датчика электростатического поля.

Датчик электростатического поля содержит возбудитель 1 механических колебаний с чувствительными электродами 2, подключенными к усилителю

3, и модулирующий электрод 4, выполненный в виде закрепленной на опорах 5 металлической струны или ленты, а чувствительные электроды 2 выполнены в виде изолированных проводников, расположенных параллельно модулирующему электроду 4 и закрепленных на опорах 6. Возбудитель 1 механических колебаний образован электромагнитами

0 7 и усилителем 8, к выходу усилителя 3 подключен синхронный детектор и интегратор 9.

Датчик работает следуюцим образом.

Модулирующий электрод 4, выполиеи5ный в виде ферромагиитиоЯ струны или ленты, заземленной на опорах 5, является элементом положительной обратной связи усилителя 8, колеВлется в вертикальной плоскости на частоте

0 собственного механического резонанса. Припоцнимгшсь в процессе колебаний над верхней плоскостью чувствительных электродов 2 и опускаясь ниже этой плоскости, струна тем самлм мо5дулирует электростатическое поле ... вблизи чувствителыалх электродов 2. Индуцированный на чувствительных электродах 2- переменный заряд по амплитуде изменения пропорционален измеряемому полю. Индуцированный эа-0ряд создает переменную разность потенциалов на входном резисторе 10 усилителя 3 полезного сигнала. Применение в качестве модулируииего электрода 4 струнного или ленточного резонатора и соответствующее выполнение чувствительных электродов 2 обеспечивают ряд преимуществ прибора по сравнению с известными. Не нагруженный другими элементами конструкции, высокодобротный струнный pesoнатор позволяет получать значительную амплитуду колебаний при сравнительно высоких частотах, что позволяет повысить временное разряжение прибора до значений порядка 100 мкс, в т6 время как для флюксметров и мем бранных датчиков это время около 1 м высокая добротность резонатора позво ляет оганичить энергию возбуждения десятками милливатт, что значительно снижает уровень паразитного сигнала от возбудителя и позволяет примерно в десять раз расширить динакический диапазон прибора) единственно движущимся элементом конструкции являет ся струна, что определяет высокую надежность прибора и простоту констукции/ высокая добротность струны позволяет достичь высокой стабильности амплитуды и частоты колебаний, что положительно.сказывается на точности измерений напряженности поля. Формула изобретения Датчик электростатического поля, содержащий возбудитель механических колебаний с чувствительными электродами, подключенными к усилителю, и модулирующий электрод, отличающий с и тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения частоты диапазона, модулируквдий электрод выполнен в виде закрепленной на опорах металлической струны или ленты, а чувствительные электроды выполнены в виде изолированных проводников, расположенных параллельно модулируиадему электроду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3611127, кл. G 01 R 31/02, опублик. 1977.