Преобразователь напряженности электрического поля

(19 01 В 29 14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВУ КЬАвдьаф 3829523/22012,8423.10.86.СибирскийследоватеЛ(57) Изобретен ,зовано при про ких и геофизич женности элект ,Цель изобретен тельности устр ранением ЭДС и вод воздействи е может быть испол едении гидрофизиче ских измерений нап ряре. ического поля вя - повышение чу ств иства достигаетсдукции, возникающм магнитного пол т 73 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ емли в завихрениях проводящеи средь местах расположения механическойвертушки, измерительных электродо и кабелеи, соединяющих их с аппара"турой. Преобразователь буксируетсясудном вдоль оси Х в проводящейсреде, в которой существуют. три составляющих Е, Е 1, Е стационарногоэлектрического поля. При буксировкевертушка 9, передавая движение через шестерни 11-13 и 12-4, осуществляет синфазное вращение дисков 3и 4, т.е. перемещение отверстий 5и 6 в пространстве по поверхностипластин 1 и 2. При этом значения потенциалов на измерительных электродах 7 и 8, изменяющиеся по синусоидальному закону, подаются через уси- алители на сигнальные входы управляемых синхронных детекторов. Вертушка 9 закрепленана оси 1 О шестерен 1.Значение потенциалов в точке распо- Сюложения дополнительного электрода 15постоянно. Разность потенциалов навыходе электродов 7, 15 и 8, 15 содержит переменную составляющую, амплитуда которой пропорциональна величине составляющих напряженностиэлектрического поля по диаметру дисков, а фаза - их направлению. 2 ил,656522 510 20 30 35 Преобразователь электрического поля буксируется движущимся судном вдоль оси Х в проводящей среде моря, в которой существуют три составляющих Е, Е , Е стационарного электрического поля.Во внутренних полостях диэлектрических дисков 3 и 4, укрепленных на, 2Изобретение относится к измери-тельной технике и может быть использовано при проведении гидрофизических и геофизических исследованийнапряженности электрического поля вморе, производимых с движущихсяобъектов.Целью изобретения является повышение чувствительности за счет устранения ЭДС индукции, возникающей взавихрениях проводящей среды подвоздействием магнитного поля Землив местах расположения механическойвертушки, измерительных электродови кабелей, соединяющих их с аппара-турой.На фиг. 1 и 2 схематично изображенопредлагаемое устройство,Устройство содержит две диэлектрические пластины 1 и 2, выполненныев форме диска или квадрата, два полых диэлектрических диска 3 и 4,расположенных на наружных сторонахпластин 1 и 2 и имеющих радиальныеотверстия 5 и 6, измерительные электроды 7 и 8, помещенные во внутренниеполости дисков 3 и 4, механическуювертушку 9, закрепленную на оси 10шестерен 11 и 12 и передающую вращательное движение на шестерни 13 и 14,жестко скрепленные с дисками 3 и 4,дополнительный электрод 15, установленный неподвижно вне диэлектрическихдисков, и систему 16 определения положения отверстий диэлектрическихдисков относительно осей координат.Измерительные электроды 7 и 8 подключены к сигнальным входам предварительных усилителей 17 и 8, а дополнительный электрод 15 - к их общим входам. Выходы предварительныхусилителей 17 и 8 через избирательные усилители 19 и 20 подключены ксинхронным детекторам 21 - 23, управляющие входы которых соединены с выходами системы 16 определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат,Устройство работает следующим образом. наружных. сторонах пластин 1 и 2,воспроизводятся электрические потенциалы, составляющие их значениям вточках расположения радиальных отверстий 5 и 6. Таким образом, диэлектрические диски 3 и 4 выполняютроль электролитическнх проводниковпотенциалов от поверхности пластинк расположенным в них измерительнымэлектродам 7 и 8. При буксировке преобразователявертушка 9, передавая движение черезшестерни 11-13 и 12-14, осуществляет синфазное вращение дисков 3 и 4, т.е. перемещение отверстий 5 и 6 в пространстве по поверхности пластин 1 и 2, ,вследствие чего значения потенциалов, поступающих на измерительные электроды 7 и 8, изменяются по си"нусоидальному закону. Значение потенциала в точке расположения дополнительного электрода 15, условно названного нулевым, постоянно. Поэтому 25разность потенциалов на выходе пар электродов 7, 15 и 8, 15 прмимо постоянной составляющей, величина которой определяется разностью собственных ЭДС электродов и базой измерения(направлением и размером отрезка прямой между электродами).,содержитпеременную составляющую с частотой й,амплитуда которой пропорциональнавеличине составляющих напряженностиэлектрического поля и диаметру дисков, а фаза - их направлению. Разности потенциалов с выходов.пар электродов поступают на входыпредварительных усилителей 17 и 18 40и через избирательные усилители 19и 20, служащие для исключения постоянных составляющих, попадает насигнальные входы синхронных детекторов 21, 22 и 23, управление которыми осуществляется двумя опорными ф напряжениями от системы 16 определе- ния положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат, Система 16. синхронизацииможет использоваться электромагнитная. Опорные напряжения формируютсяв моменты прохождения отверстий через оси координат Х и.Е и сдвинутыодруг относительно друга на 90 . Вы ходные напряжения синхронных детекторов при этом пропорциональны составляющим напряженности электрического полн.Составитель Е. ПлужниковаРедактор Н. Гунько Техред И,Попович Корректор Г, Решетник Заказ 5658/41 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 12656Отсутствие выступающих частей на наружных поверхностях диэлектрических пластин 1 и 2 избавляет от возникновения завихрений проводящей среды, создающих в месте расположения чувствительных элементов (дисков), ЭДС индукции под воздействием магнитного поля Земли. Формула изобретения 10 Преобразователь напряженности электрического поля, содержащий первую диэлектрическую пластину, изме рительные электроды, соединенные с 15 входами измерительного блока, два полых диэлектрических диска с радиальными отверстиями и механическую вертушку, причем измерительные электроды размещены во внутренних полос тях соответствующих дисков, которые закреплены на оси, а ось размещена на расстоянии радиуса диска от центра пластины, а также дополнительный электрод, установленный неподвижно 25 вне диэлектрических дисков, систему определения положения отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат, измерительный блок выполнен в виде двух предварительных усилителей, двух избирательных усилителей и трех синхронных детекторов, причем выход первого предварительно 52 4го усилителя через первый избирательный усилитель соединен с входами первого и второго синхронных детекторов,выход второго предварительного усилителя через второй избирательныйусилитель соединен с входом третьегосинхронного детектора, управляющиевходы синхронных детекторов соединены с выходами системы определения положения отверстий дисков относительно осей координат, причем сигнальныевходы предварительных усилителей подключены к выходам измерительных электродов, размещенных в полых диэлектрических дисках, их общие входы - квыходу дополнительного электрода, авыходы синхронных детекторов подключены к выходу преобразователя, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности, внего введены две зубчатые шестернии вторая диэлектрическая пластина,установленная параллельно первой,причем полые диэлектрические дискиустановлены заподлицо с наружнымисторонами диэлектрических пластин,механическая вертушка установленамежду пластинами на оси, отнесеннойот оси дисков на межцентровое рассто"яние зубчатой пары, а измерительныеэлектроды введены во внутренние полости дисков с внутренней стороныдиэлектрических пластин.