Устройство для измерения величины электрического заряда Советский патент 1982 года по МПК G01R29/24 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения интенсивности электризации диэлектрических материалов в технологических процессах, в частности для измерения зарядов на текстильных нитях, полимерных лентах и других материалах. Известны устройства для измерения электрического заряда, основанные на периодическом экспонировании и последующем экранировании чувствител ного электрода в электростатическом поле измеряемого заряда,содержащие измерительную и модулирующую пластины, электродвигатель для вращения мо дулирующей пластины,усилитель, демодулятор, блок формирования опорного сигнала демодулятора U J. Недостатком этого устройства является значительный уровень шумов в измерительном тракте, обусловленный наличием скользящих контактов для за земления модулирующего электрода,шумы снижают чувствительность устройства и сужают динамический диапазон. Кроме того, устройство характеризуется малым временным разрешением из-за низкой частоты модуляции полезного сигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее П-образный датчик, который включает измерительные электроды, модулирующие подвижные и неподвидные электроды прорезями, причем подви.жные и неподвижные электроды сдвинуты относительно друг друга на ширину прорези, подвижные электроды совершают колебательные движения под действием подвижной части электромагнитного вибратора, измерительные электроды соединены со входом усилителя, к выходу которого подключен демодулятор, сигнал с демодулятора поступает на показывающий или регистрирующий прибор L l393Известное устройство характеризуется повышенной точностью измерений и более широким спектром воспроизводимых частот по сравнению с приборами, в которых модуляция производится вращающимися электродами. Однако в известном устройстве низок коэффициент преобразования вслед ствие того, что поток вектора напряженности электростатического поля, обусловленного измеряемым зарядом, проходя последовательно через прорез,и в двух металлических электродах, значительно ослабляется, прежде чем достигает измерительных электродов, индуцируя на них заряд. Ослабление ПОЛЯ при прохождении через прорези электродов отрицательно сказывается на точности устройства. Цель изобретения - увеличение точ ности измерения заряда за счет увеличения коэффициента преобразования устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения величины электрического заряда, содерж щем измерительны.е электроды, между которыми расположен носитель заряда, соединенные с усилителем, выход которого через демодулятор связан с ре гистратором, и электромагнитный вибратор, вибратор размещен по ходу дви жения носителя заряда за измерительными электродами, подвижная часть вибратора выполнена свободноохватыва Ю1йей носитель заряда, причем плоскость перемещения подвижной части ви& ратора перпендикулярна к площади измерительных электродов. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит носитель 1 измеряемого заряда. Измерительные электроды 2, между которыми размещен носитель. Электроды изолированы друг от друга (от земли прибора) и соединены с дифференциальным усилителем 3 выход которого подключен к демодулятору k. Демодулятор А соединен с регистратором 5- Подвижная часть электромагнит ного вибратора 6 соединена элементом 7 механической связи с носителем 1 т ким образом, чтобы элемент 7 не препятствовал поступательному перемещению носителя 1. Устройство работает следующим образом. Носитель 1 заряда (нить, лента) движется между двумя измерительными электродами 2 и проходит сквозь вилку, в виде которой, например, может быть выполнен элемент 7 механической связи, который под действием электромагнитного вибратора 6 совершает колебательные движения, вызывая колебания носителя 1 заряда между измерительными электродами 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости пластин. При этом на электродах 2 индуцируется переменный электрический заряд. Причем в каждый данный момент времени заряд на одном из электродов противоположен по знаку заряду на другом,так как знак заряда является функцией направления движения носителя 1 в процессе колебания. Переменный электрический сигнал, пропорциональный по амплитуде величине измеряемого заряда, усиливается усилителем 3 и поступает на демодулятор , источником опорного сигнала которого является генератор электромагнитного вибратора 6. Демодулированный сигнал поступает на регистратор 5. Предлагаемое устройство проще в конструктивном исполнении, дешевле в изготовлении на 20-30%. За счет возможности увели чения частоты возбуждения прибор может быть использован и в случае повышенных скоростей движения носителя заряда, что актуально в связи с оснащением производства высокоскоростными станками. За счет исключения электромагнитного излучения модулятора, электростатического поля от диэлектриков, загрязняющих модулирующий и измерительный электро.ды, и возможности попадания всего потока вектора на измерительные электроды значительно повышается чувствительность устройства. Формула изобретения Устройство для измерения величины электрического заряда, содержащее измерительные электроды, между которыми расположен носитель заряда, соединенные с усилителем, выход которого через демодулятор связан с регистратором, и электромагнитный вибратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, вибратор размещен по ходу движения носителя заряда за измерительными

электродами, подвижная часть вибратора выполнена свободноохватывающей носитель заряда, причем плоскость перемещения подвижной части вибратора перпендикулярна к площади измерительных электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР N 623163, кл. G 01 R 29/12, 1973/