Преобразователь электрическогополя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюз Сфветскнк Сфциавктичеснмк Респубпнк(23) ПриоритетОпубликовано 230331,Бюллетень Йо 11Дата опубликования описания 2 30 3,81 Государственный комитет СССР ио йенни изобретений и отнрытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности, кустройствам для измерения напряженности электрического поля в проводящихсредах.Известны устройства для измеренияэлектрических полей в проводящих средах, содержащие электромагнитный преобразователь электрического поля, поОмещенный в проводящую среду, к выходу которого подключены усилитель,выпрямитель и усилитель постоянноготока 111.Однако такие устройства обеспечивают лишь косвенное измерение напря"женности электрического поля в проводящей среде, что ограничивает ихточность,Известны также устройства, содержащие полый цилиндр из диэлектрического материала с размещенным на немэлектромагнитным приемником электрического тока.,Пля измерения тока в известномустройстве используется электромагнитный приемник тока (магнитомодуляционный датчик) и для того чтобы перейти от измеренной величины токак основному параметру (напряженностиполя) необходимо знать электропровод-ЗО ность среды. Для этого в известномустройстве пользуются калибровочнымикривыми (,23Однако значение электропроводности среды в море зависит от множества условий (глубины, течения,температуры, времени суток и т.д.),поэтому значение напряженности электрического поля в известном устройстве определяется весьма приблизительно, Таким образом, необходимость пересчета по калибровочным кривым измеренного тока в проводящей среде квеличине напряженности электрическогополя приводит к дополнительным погрешностям в результате измерения,Цель изобретения - повышение точности устройства,Поставленная цель достигается тем,что.в преобразователь электрическогополя, содержащий полый цилиндр из диэлектрического материала с размещенным на нем электромагнитным приемником электрического тока, введены подва комненсирукцих и измерительныхэлектрода, усилитель, прерыватель иисточник тока, причем компенсирующиеэлектроды, размещенные по торцам полого цилиндра, подключены к выходуисточника тока, вход которого через815 б 82 последовательно соединенные прерыватель и усилитель соединен с выходом электромагнитного приемника электрического тока, а измерительные электроды расположены во внутренней полости цилиндра на определенном расстоянии друг от друга.На чертеже приведена структурная схема преобразователя электрического поля. При замкнутой отрицательной обратной связи, ток в цепи обратной связи определяется Формулой+6 Кос К где С - чувствительность электромагнитного приемника по току;Кос в коэффициент усиления усилителя 3;К; - коэффициент передачи источника 5 тока и компенсирующих электродов б и 7.Тогда с учетом (3), выражение (2) преобразуется к виду Ч. -АРФЕ К с К 16 тая-лчь б азор -- Еб 5 у 1 па - 1 свб 1 (2) Формула изобретения где лУ - разность собственных ЭДС из- Преобразователь электрическогО померительных электродов. б ля, содержащий полый цилиндр из диПреобразователь электрического поля содержит полый цилиндр 1 из диэлектрического материала, расположенный на нем электромагнитный приемник 2 электрического тока, усилитель 3, прерыватель 4, источник 5 тока и электроды - компенсирующие б и 7, распо ложенные по торцам полого цилиндра, и измерительные электроды 8 и 9, расположенные во внутренней полости цилиндра на определенном расстоянии друг от друга, причем компенсирую О щие электроды б и 7 подключены к выходу источника 5 тока, вход которого через последовательно соединенные прерыватель 4 и усилитель 3 с адннен с выходом электромагнитного приемника 2 электрического тока.Устройство работает следу .-;я;,. образом.При появлении электрического полн в проводлщей среде возникаа" хек про-водимости, величина которого черезЗО полый цилиндр 1 определяется выраже- нием где Е - составляющая напряженностиэлектрического поля, нормальная поперечному сечению цилиндра;5 - площадь поперечного сечения,б - удельная проводимость среды,Этот ток протекает через проем тор оидал ь ного электромагнит ного приемника 2 и индуцирует в его обмоткеЭДС, которая затем усиливается усилителем 3 и через прерыватель 4 наступа-ет в цепь отрицат ель ной обр ат ной св язи, содержащую источник 5 тока и компенсирующие электроды б и 7. Во включенном состоянии прерывателя 4, цепьотрицательной обратной связи замкну- Ота, и во внутренней полости цилиндра 1 протекает ток обратной связинаправленный встречно току проводимости,При этом напряжение на выходе измеритальных электродов 8 и 9, расположенных во внутренней полости цилиндра на расстоянии с друг от друга, определяется суммарным током и имеетвид Для случая глубокой отрицательнойобратной связи величина С Кос К;1,т.е. ток во внутренней полости цилиндра практически отсутствует, и с выхода измерительных электродов 8 и 9снимается напряжение, пропорциональное разности собственных ЭДС измерительных электродов.Б выключенном с эстоянии прерывателя 4, цепь отрицательной обратной связи разомкнута, через внутреннюю полость цилиндра 1 протекает ток проводимости и к напряжению на выходе измерительных электродов добавляетсясоставляющая, пропорциональная напряженности электрического поля Е и длине измерительной базыО = Е 6+ьчТаким образом, при периодическойработа прерывателя 4 во внутреннейполости диэлектрического цилиндра 1происходит модуляция по полю, т.е.преобразование сигнала на входе измерительных электродов на "несущей"частоте срабатывания прерывателя.При измерении постоянного илимедленно меняющегося электрическогооля в качестве электромагнитногоприемника используется тороидальныймагнито-модуляционный датчик, приизмерении переменного поля - индукционный датчик,Б предлагаемом изобретении электромагнитный приемник электрического тока, используется лищь в качестве нульиндикатора, а информация о величинеполя снимается с измерительных электродов непосредственно в единицахнапряженности поля (независимо отэлектропроводности среды), что обеспечивает более высокую точность измерения напряженности электрическогополя в проводящей среде.815682 Составитель Ф. ЦарегрТехред Ж.КастелевМч кийорректорС, Щом Редактор Т елев 77 Тираж .732 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва,. Ж, Подписноого к смит ет а СССРний и открытийРаушская наб д. 4 Заказ 10 В 5 л ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 электрического материала с размещенным на нем электромагнитным приемником электрического тока, о т л и -ч ающи й с я тем, что, с цельюповышения точности в него введеныпо два компенсирующих и измерительных электрода, усилитель, прерыватель и источник тока, причем компенсирующие электроды, размещенные поторцам полого цилиндра, подключены квыходу источника тока, вход которогочерез последовательно соединенныепрерыватель и усилитель соединен свыходом электромагнитного приемника электрического тока, а измерительныеэлектроды расположены во внутреннейполости цилиндра на определенном расстоянии друг от друга. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гусев В,Г. и др. Магниточувствительные первичные измерительныепреобразователи плотности тока вэлектролите.-"Измерительная техника". 1977, Р 6, с. 70, рис. 1.2. Авторское свидетельство СССРР 349945, кл. С 01 В 1 ВОО, 1970.