Датчик напряженности электрического поля

(56) 1. Гефтер П.Л,. и др. Прибор для измерения величины и знака зарядов статического электричества.- ,"Техническая проьыаленность", 1969, В 9, с.56-57.2. Авторское свидетельство СССР 9 951189, кл. 0 01 Н 29/12, 1976. (54)(57) ДАТЧИК НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий расположенные в заземленном металлическом корпусе преобразователь электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух электродов . и проводящей частицы, размещенной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ между электродами в диэлектрическойсреде, экран, установленный междуконтролируемым электрическим полеми преобразователем и кинематическисвязанный с механизмом перемещения,резистор съема частотного сигнала,подключенный к выходу преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,чтос целью повышения точностипредставления измеряемого параметра,экран выполнен в виде двух поворотных изолированных металлическихпластин, закрепленных на оси механизма перемещения с возможностьюпоочередного контактирования с измерительным электродом преобразователя и корпусом, причем в последнем предусмотрено прикрытие со стороны контролируемого электрическогополя, экранирующее пластины при ихкорпусном контактировании.50 Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для использования при исследовании электрических полей, создаваемых,например, электростатическими зарядами.5Известен датчик напряженности электрического поля, содержащий измерительную пластину, соединенную с резистором съема сигнала переменного тока, вращающийся металлический 10 экран, установленный между контролируемым электрическим полем и измерительной пластиной и кинематически связанный с механизмом перемещения 115Недостатки известного устройства заключаются в ограниченной эксплуатационной надежности вследствие применения высокоскоростного механизма перемещения, существенных трудностях использования в автоматическихсистемах управления из-за амплитудной модуляции выходного сигнала, низкой помехозащищенности.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик напряженности электрического поля, содержащий расположенные в заземленном металлическом корпусе преобразователь электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух электродов и проводящей частицы, размещенной между электродами в диэлектрической среде, заземленный металлический экран, установленный между контролируемым электрическим полем и упомянутым преобразователем и кинематически связанный с механизмом перемещения, резистор сьема частотного сигнала, подключенный к выходу преоб разователя 12 .Недостаток укаэанного устройства проявляется в невысокой точности отображения напряженности электрического поля, обусловленной непол ным стеканием заряда с измерительного электрода преобразователя при его периодическом экранировании подвижным экраном, осуществляемым во избежание явления насыщения.Целью изобретения является повышение точности представления измеряемого параметра подобным датчиком.Поставленная цель достигается тем, что в датчике напряженности электрического поля, содержащем расположенные в заземленном метал.лическом корпусе преобразователь электрического поля в импульсный сигнал, выполненный в виде двух ф электродов и проводящей частицы, размещенной между электродами в диэлектрической среде, экран, установленный между контролируемым электрическим полем и упомянутым 65 преобразователем и кинематическвсвязанный с механизмом перемещения,резистор съема частотного сигнала, подключенный к выходу преобразователя, экран выполнен в видедвух поворотных изолированных металлических пластин, закрепленныхна оси механизма перемещения с возможностью поочередного контактирования с измерительным электродомпреобразователя и корпусом, причемв последнем предусмотрено прикрытиесо стороны контролируемого электрического поля, экранирующее пластины при их корпусном контактировании.На чертеже приведен датчик напряженности электрического поля,общий вид,В заземленном металлическом корйусе 1 расположены преобразовательэлектрического поля в импульсныйсигнал, выполненный в виде двухэлектродов 2 и З.и проводящей частицы 4, размещенной между ними вдиэлектрической среде 5, экран, выполненный в виде двух поворотныхизолированных металлических пластинб и 7, закрепленных на оси механизма 8 перемещения с возможностьюпоочередного контактирования посредством контактов 9 и 10 с электродом 2 и корпусом 1, резистор 11сьема частотного сигнала, подклю,ченный к выходу преобразователямежду электродом 3 и корпусом 1. Впоследнем предусмотрено прикрытиесо стороны контролируемого электрического поля, экранирующее пластиныб и 7 при их корпусном контактировании.Работа устройства происходитследующим образом.В начальном положении, когдапроисходит измерение напряженностиэлектрического поля, пластина б через контакт 9 соедийена с электродом 2 преобразователя. При отрицательном поле на электроде 2 ао стороны, обращенной к проводящей частице 4, образуется избыточный отрицательный заряд, под действиемкоторого частица 4 начинает совершать колебания и переносить заряды до выравнивания потенциаловэлектродов 2 и 3.После перемещения отрицательногозаряда частица 4 прекращает колеба-ния, а на электроде 2 остается избыточный положительный заряд. Таккак пластины б и 7 поворачиваются(вращаются), то в следующий моментвремени к электроду 2 подходит нейтральная пластина 7, которая за счетнепосредственного соединения через контакт 10 с электродом 2 и воздействия контролируемого электрического поля нейтрализует избыточный.Заказ 9294/37 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москаж 710ственного комиобретений и отЖ, Раушска Подписнота СССРытийнаб., д. 4/5 е лиал ППП "Патент", г. ужгород, ул, Проектна Фположительный заряд электрода 2, Вэто же время пластина б входит вобласть корпуса 1, экранированнуюприкрытием от поля, и через контакт9 заземпяется. При этом восстанавливается равновесие присутствующихна ней зарядов. Если бы пластина бпри заземлении не экранировалась отполя, то на ней бы продолжал сущест,вовать наведенный полем избыточныйположительный заряд. При последующем 10.повороте пластины б и 7 вновь меняются местами. Пластина б воспринима-ет действие контролируемого электрического поля, а заряженная избыточным положительным зарядом пластина 7 входит в область корпуса 1, где влияние поля отсутствует. Через контакт 10 осуществляется ее заземление и избыточный заряд стекает на землю.Таким образом, за счет исключения на измерительном электроде остаточных зарядов, точность преобразователя и всего датчика в целом существенно повышается.Выходной сигнал датчика, снимаемый с резистора 11, имеет частотныйхарактер и является практически не одверженным влиянию помех.