Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 к 33/О ТЕНИ ТЕЛЬ э ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Уарьковский политехнический институт им. В.И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРИ 875314, кл. С 01 К 33/00, 1980,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИ"КОВ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсныхэлектромагнитных полей внутри неоднородных металлических экранов. Цельизобретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии 2 внутренних электрических полей апериодических электромагнитных импульсов. Это достигается использованием однородной деухэлектродной линии с поперечным размером а, определяющимся из соотношения а=1,25 Съ, где С - скорость распространения электромагнитной волны в среде, окружающей линию; Р- длительность фронта апериодическоголектромагнитного импульса, и симметричным расположением между электродами линии и датчиком двух проводящих пла" стин, параллельных векторам электрического и магнитного полей и имеющих одинаковые размеры и геометрическую Форму, совпадающую с формой отверстия с в исследуемом экране. Устройство содержит конденсаторный накопитель 1, коммутатор 2, резисторы 3 и 4, электроды 5 и 6, калибруемый датчик 7., про- С водящие пластины 8, 1 ил.Ф,рг3 1 52 беИзобретение относится к измерительн й технике, а именно к устройствам дя калибровки датчиков, предназначенньх для измерения импульсных полей вутри неоднородных металлических эранов.Цель изобретения - повышение точнссти калибровки и уменьшение потерь э ергии внутренних электрических пол й апериодических электромагнитных и пульсов.На чертеже изображено предлагаемое у тройство,.Поставленная цель достигается след ющими признаками: поперечный размер а однородной двухэлектродной линии с язан с длительностью фронта Й а ериодического электромагнитного ими льса следующим соотношением .а = - ,25 С, где С - скорость распрост Ф р нения электромагнитной волны в дан. н й среде; между электродами линии и датчиком симметрично расположены д е проводящие пластины, например медн е; расположены они так, что векторы э ектрического и магнитного полей и раллельны к плоскости пластин; и астины имеют одинаковые размеры и геометрическую форму; форма пластин свпадает с формой отверстий в исследеемых экранах.Выбор параметра а, т.е, расстояния ежду элементами линии сделан из слеующих соображений. Двухэлектродная иния для электромагнитного поля представляет собой волновую структуру, оторая с наименьшим затуханием проускает только основную гармонику астотой й, Калибратор предназначен ля калибровки датчиков импульсного оля, а апериодический импульс имеет Еесконечный частотный спектр. Существует связь эффективной частоты Г с Длительностью Фронта апериодического 45 импульсачто обуславливает выбор параметра а для передачи энергии с наименьшим затуханием, т.е. с минииальными потерями энергии.В предлагаемом устройстве однород О Ная двухэлектродная линия в сечении Ередставляет собой прямоугольник с расстоянием между элементами линии, равным а. Критическая длина волны, а следовательно и частота, связаны с размером а соотношением: 1 С(1)2 Е р Для апериодического импульса связьчастоты с длительностью Фронта импул ьса ьследующая:Е 1 б"ТИз Формул (1) и (2) несложно получить связь размеров линии с длительностью фронта импульсаа =1,25 С с .(3)где С - скорость распространения волны в данной среде (в нашемслучае в воздухе., поэтому14 Гр=1),Проводящие пластины, расположенныемежду электродами линии, имеют геометрическую форму и размеры, идентичныеформе и размерам отверстия в корпусеметаллического экрана.Устройство для калибровки датчиковимпульсного электрического поля содержит конденсаторный накопитель 1,соединенный последовательно с коммутатором 2, который подключен к точкесоединения резисторов 3 и 1, включенных в разрыв электрода 5. Конденсатор1 соединен также с электродом б. Между электродами 5 и б в точке, диаметрально геротивоположной коммутатору 2,располагается калибруемый датчик 7,симметрично справа и слева от датчикарасположены проводящие пластины 8,например медные, одинаковых геометрических размеров и формы, совпадающейс формой отверстий в исследуемомэкране.На чертеже также обозначены: Г,Нвекторы электрической и магнитной составляющих поля; 1 - тск бегущейволны; К - радиус кольца; Ер - азимутальный угол точки наблюдения; 1линейный размер датчика; а - поперечный размер двухэлектродной линии.Устройство работает следующим образом,В момент й=О конденсаторный накопитель 1, заряженный до напряженияподключается с помощью коммутатора 2 к точке соединения резисторов 3и 1. В этот момент вдоль электродов5 и б однородной линии от коммутатора2 к датчику 7 начинают распространяться две одинаковые волны. Еслисопротивление Е каждого резистора 3и 1 равно волновому сопротивлению линии, то амплитуда тока этих волн 1 е==1 .=Б /2 Е. Электрические поля равныи одинаково направлены, а магнитные .Формула изобретения Составитель Ж.ПоляковаРедактор Т.Парфенова Техред А.Кравчук Корректор О.Ципле Заказ 7221/42 Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101 5 15 поля ра вны и противоположно напра вле 1Кны. Через время е = где С - скоСрость распространения электромагнит-. ных волн в линии, обе волны достигают пластин 8, искажаются и приходят на датчик 7, Распределение поля на пластинах таково, что оно полностью имитирует прохождение поля через отверстие в металлическом экране с отверстием, плоскость которого нормально расположена к векторам Г, что согласуется. с принципом Бабине, примененным к электромагнитному полю. Их суперпозиция приводит к сложению электрических полей и вычитанию магнитных полей.Таким образом, для точечного датчика .7 воздействие поля Н сведено к нулю. Если датчик 7 имеет линейный размер 1 в направлении распространения волны (вдоль линии), .то в течение =1/С левая и правая половины датчика 7 подвергаются воздействию нескомпенсированных магнитных полей противоположного знака, что может привести 25640Ьк появлению паразитного сигнала,Однако, из-за конечной крутизны перед.него фронта величина этих полей знацительно ниже амплитудного значения бегущей волны. 10Устройство для калибровки датчиковимпульсного электрического поля поавт. св. 1875314, отлича ющее с я тем, что, с целью повышенияточности калибровки и уменьшения потерь энергии, между электродами линиии датчиком симметрично расположены дополнительно введенные проводящие пластины, плоскости которых параллельны 20 векторам электрического и магнитногополей, пластины выполнены одинаковымипо размерам и геометрической форме,а поперечный размер а связан с длительностью фронта с апериодицеского 25 импульса соотношением а=1,25 С ,где С - скорость распространенияэлектромагнитной волны в данной среде,