Способ измерения напряженности электрического поля

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 80, 1273845 д 4 с 0 твенный н ОБРЕТЕНИ ИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРС ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ бюопытСССР978.СР1982 етельствоК 29/12,ельство СК 29/12,(54) СПОСОБ ИЗ ЗЛЕ КТ РИЧ ЕС КО ГО (57) Изобретен электрических к способам изм электрических ЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ е относится к техник змерений, в частност ения напряженности лей, Цель изобрете ние динамического диаемой величины в сторону ний эа счет исключенияЕпаэона больши нач ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Специальное конструкторо научного приборостроенияным производством АН ГССР(56) Авторское свидФ 691785, кл. С 01Авторское свидетВ 1064232, кл. С 01 возможности пробоя промежутка междузондом и компенсирующей пластиной.Предложенный способ заключается вследующем. В исследуемое поле помещают зонд, а напряжение на компенсирующей пластине, расположенной междузондом и землей изменяют периодически по линейному закону. Между зондоми компенсирующей пластиной подключаютемкость, которую меняют до моментаравенства нулю тока зонда. Величинунапряженности поля определяют по формуле, исходя из значений емкости,производной напряжения на компенсирующей.пластине и времени преобразования, Устройство, реализующее данный способ содержит зонд 1, преобразователь 2 ток-напряжение, блок 3управления, конденсаторы 4.1-4.п,компенсирующую пластину 5, ключи6.1-6.п, генератор 7 треугольногонапряжения, сумматор 8. 2 ил,Фдй = (и+1) - .1 Р т 1 К БЕ,35 45 50 Изобретение относится к технике электрических измерений, в частности к.способам измерения напряженности электрических полей.Цель изобретения - расширение ди" намического диапазона измеряемой величины в сторону больших значений эа счет исключения возможности пробоя промежутка между зондом и компенсирующей пластиной.На фиг. 1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - форма периодического напряжения на компенсирующей пластине.Устройство содержит зонд 1, помещенный в исследуемом поле и соединенный с входом преобразователя 2 токнапряжение, выход которого соединен с входом блока 3 управления, конденсаторы 4,1-4.п, первыми обкладками соединенные с компенсирующей пластиной 5, а вторыми обкладками через ключи 6,1-6,п - с зондом, управляющие входы ключей соединены с первыми и выходами блока управления. Генера 25 тор 7 треугольного напряжения соединен с компенсирующей пластиной. Входы сумматора 8 соединены с выходами блока 3 управленияСпособ осуществляется следующим образом.Исследуемое поле Е индуцирует в зонде 1 ток где Б - эффективная площадь зонда;К - коэффициент пропорциональностиТок преобразуется преобразователем 2 ток-напряжение в напряжение ОК 1К К БЕ подаваемое на вход2 .л я фблока 3 управления и определяющее состояние его и выходов, а следовательно, и количество конденсаторов 4, подключенных к зонду 1 и компенсирующей пластине 5 посредством ключей 6. Генератор 7 треугольного нап,ряжения генерирует центрированное положение о (фиг. 2) симметричной треугольной формы постоянной частоты и амплитуды.Таким образом, компенсирующий ток 1 равен Сэк А Сзк фгде А - производная напряжения накомпенсирующей пластине (знакопеременная величина),С " емкость между зондами и комзкпенсирующей пластиной.Если задать соотношение между величинами емкостей конденсаторов 4.1- 4.п в виде С, = С 2 , то выходной двоичный код блока 3 управления прямо определяет величину С , причемэкСизменяется до тех пор, пока не наступит момент равенства нулю выходного напряжения преобразователя 2 ток-напряжение или равенства компенсирующего тока 1 индуцированному току 1. Следовательно, в этот мо". мент Таким образом, выходной код бло" ка управления несет информацию о величине Е и поступает на первые и входов сумматора 8, в которых производится последовательное суммирова" ние поступающих на его входы кодов (чисел). Блок управления можно выполнить на основе регистра последова тельного приближения. Это выгодно тем, что время преобразования занимает всегда "и + 1" периодов тактовой частоты Г , необходимой для работы регистра: На первых "п" входах сумматора 8 с периодом Ьс устанавливается новый код, несущий информацию об абсолютной величине Е в конце промежутка времени преобразования. Знак Е определяется в блоке управления и учиты" вается в сумматоре посредством связи второго выхода блока управления с вторым входом сумматора. Следовательно, в процессе последовательного аглебраического суммирования на выходе сумматора в момент времени с= 2 КМ присутствует код, пропорциональный величине Е в момент времени г., т. е.К дйЕ =Е +Е 2 с=2к н- к К Бк ЕАСэкюВеличина Е оказывается пропорКциональной алгебраической сумме компенсирующих токов или алгебраической сумме произведения производной нап73845 4землей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, напряжение на компенсирующей пластине изменяют перио дически по линейному закону, подклю-,чают емкость между зондом и компенсирующей пластиной и изменяют ее до момента равенства нулю тока зонда, а величину напряженности Е поля опре деляют по формуле Т " 2 дс = 2(п + 1)/Г2АС К Я 15где К,Я А Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я 20 Сзк Способ измерения напряженностиэлектрического поля путем помещенияв исследуемое поле, зонда и изменениянапряжения на компенсирующей пластине, расположенной между зондом и 1 Оуи, и ставител хред Л.С Е. Плужниковадюкова Корректор Т.Колб едактор Т.Митейко Заказ 6472/ Тираж 728 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушскаяПодписитета СССРтрытийаб д. 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро Проектн 3 12 ряжения на компенсирующей пластине на величину емкости между компенсирующей пластиной и зондом.Для правильной работы устройства величина периода треугольного напряжения должна удовлетворять следующему равенству: Амплитуда треугольного напряжения может быть выбрана в безопасном пределе для данного промежутка. между зондом 1 и компенсирующей пластиной 5. Необходимая величина максимального компенсирующего тока может быть достигнута путем увеличения емкостей конденсаторов 4.1-4.п,коэффициент пропорциональности;эффективная площадь зонда,производная напряжения накомпенсирующей пластине;емкость между зондом и компенсирующей пластиной,1- количество введенных конденсаторов;- время преобразования.