Измеритель напряженности электростатического поля

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 6 Ш 4601 К НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛИТВУ ВИ К,А РСН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР .У 389473, кл. С 01 К 29/12, 1971.Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. в . М.: Гостехиздат, 1957, с.176. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к электро. измерителям. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения потенциала эл.-статического поля, Устр-во содержит датчик 1, состоящий из корпуса с отверстиями в его торцовойи боковой стенках, два экранирующихэлектрода (Э) 5 и 9, два измерительных Э 6 и 10, у-ль 7, регистратор (Р)8 и два переключателя (П). 11 и 12.При этом Э 9, 1 О расположены посредине боковой поверхности корпуса,а Э 5,9 находятся в противофазеотносительно Э 6,10 и синхронно приводятся во вращение приводным двигателем 13. В устр-ве осуществляетсяраздельное измерение суммарной напряженности Е с помощью Э 5,6 и измерение ее составляющей Е с помощьюЭ 9, 10. При нахождении П 11 в положении "б" на вход у-ля 7 подаетсянапряжение, пропорциональное толькосоставляющей напряженности Е . Свыхода у-ля 7 напряжение подаетсяна Р 8, отградуированный в единицахпотенциала измеряемого поля. Цельдостигается введением Э 9, 10 иП 11,12. 2 ил.5012460Изобретение относится к техникеэлектроизмерений и может использоваться для измерения напряженностейи потенциалов электростатическогополя.Целью изобретения является повышение точности и расширение функциойальных возможностей путем обеспечения измерения потенциала электростатического поля,На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема измерителя напряженности электростатического поля;на фиг, 2 - конструкция датчика.Измеритель напряженности электро.статического поля содержит датчик 1,состоящий из корпуса 2, в торцовойстенке которого выполнено отверстие3, а в боковой - отверстия 4, первыйэкранирующий электрод 5 и первьп2 Оизмерительный электрод 6, образующиепервый преобразователь, усилитель 7,регистратор 8, второй экранирующийэлектрод 9 и второй измерительныйэлектрод 10, образующие второй пре"25образователь, первый и второй переклю.чатели 11 и 12.Второй экранирующий и второй измерительный электроды 9 и 10 расположены посредине боковой поверхностикорпуса 2. Экранирующие электроды 5и 9 находятся в противофазе относительно измерительных электродов 6,10 и расположены на одном валу приводного двигателя 13,Работа измерителя основана на том, 35что при нахождении в электрическомоднородном поле Е, изолированногонезаряженного проводника (датчика 1)поле у его поверхности являетсядиафрагированным (возмущенным) зарядамииндуцированными на этом проводнике. Напряженность этого диафрагированного поля Е, равнаЕг К Е) (1)45где К - коэффициент, зависящий отформы и размеров проводника,Диафрагированное поле, создаваемое индуцированньпки зарядами заземленного проводника, имеет суммарнуюнапряженность Е, состоящую из двухсоставляющих. Одна составляющая Е 2пропорциональная напряженности измеряемого поля Е и создается индуцированньпчи зарядами, возникающими наизолированном проводнике. Другая55составляющая Еэ создается зарядомнатекшим на проводник при егозаземленияЭтот заряд пропорцио 26напен потенциалу (, который провод. ник принял бы в измеряемом поле, ес; ли бы был изолирован и незаряжен:Г,.=КЦ=КР,(2) где К 2 и К - коэффициенты, зависящие от формы и размеров проводника.В общем случае напряженность дифрагированного поля, обусловленная индупированными зарядами заземленного проводника, равна:Е = Ег+ Е (3) где Е = КЕ и Е = К.Г,2,З Д Измеритель напряженности электростатического поля с вращающимся экранирующим электродом представляет собой проводящее тело и по принципу своей работы при правильном использовании в обычных условиях работы должен быть всегда заземленПоэтому напряженность измерительного электрода дается формулой (3) и показания прибора пропорциональны напряженности Е и потенциалу 1 измеряемого поля.(В общем случае напряженность поля Е обратно пропорциональна расстоянию отисточника поля в степени и, а потенциал М - в степени ш, причем пш. Поэтому при изменении координат измерителя в измеряемом. поле Е изме нение составляющей Е не будет про. - порционально изменению составляющей Г 2, которая пропорциональна Е а, следовательно, показания измерителя зависят не только от величины Е , но и от координат измерителя.Для исключения влияния координат на показания измерителя необходимо исключить из уравнения(3) составляющую Е, Это достигается раздельным измерением суммарной напряженности Е одним преобразователем и отдельно составляющей Едругим преобразователем, расположенным. на линии электрической нейтрали датчика 1 с последующим вычитанием второй величины из первой. При этом получаем составляющую пропорциональную только изме. ряемому полю Г.,Е , - Е - фНа линии электрической нейтрали изолированного проводника любой формы, находящегося во внешнем поле Еф составляющая Е равна нулю. Пригзаземлении проводника составляющая Е дифрагированного поля по-прежнемугравна нулю, а Е - величине, пропорФормула изобретения1 О 20 Фиг. 2 Составитель Р.КузнецоваТехред О.Сопко Корректор Е.Сирохман Редактор Н. Егорова Заказ 3995/38 Тираж 728 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгородул.Проектная,4 з 12460 циональной потенциалу поля, поэто. му, измеряя на линии электрической нейтрали датчика суммарную напряженность Е, можно измерять составляющую Ез5Измеритель параметров электростатического поля работает следующим образом.Экранирующий и измерительный элек. троды 5 и 6 первого преобразователя предназначены для измерения суммарной напряженности Е, а экранирующий и измерительный электроды 9 и 10 второго преобразователя .предназначены для измерения составляющей Е, Экранирующие электроды 5 и 9 находятся вФпротивофазе относительно измерительных электродов 6 и 10 и синхронно приводятся во вращение приводным двигателем 13.Напряжения, развиваемые первым и вторым преобразователями на сопротив. ленин 14, находятся в протйвофазе и поэтому вычитаются друг из друга,ща их разность, пропорциональная ,составляющей напряженности Е, подается на вход усилителя 7, с выхода которого сигнал подается на регистратор 8, отградуированный в единицах напряженности измеряемого поля Е.30При нахождении переключателя 11 в .положении 8 на.вход усилителя 7 подается напряжение, пропорциональное только составляющей напряженности 26 4Е, При этом со второго выхода уси-. лителя 7 напряжение подается на регистратор 8, отградуированный в единицах потенциала измеряемого поля. Такой же измеритель может быть создан с применением преобразователей с другими принципами преобразования. Измеритель напряженности электростатического поля, содержащий датчик, состоящий из корпуса, внутри которого вблизи отверстия в торцовой стенке установлены первый экранирующий и первый измерительный электроды, а также усилитель, соединенный с регистратором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с.целью повышения .точности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения потенциала электростатического поля, в него введены второй экранирующий и второй измерительный электроды, уста. новленные в средней части корпуса у его боковой поверхности, в которой выполнены отверстия, второй измери-. тельный электрод через введенный, первый переключатель соединен с входом усилителя, а первый измерительный электрод с входом усилителя через введенный второй переключатель, при этом первый и второй экранирующие электроды включены противофазно.