Устройство для измерения электростатического поля

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветекииСоциалистическихРеспублик 1951191(1 М Кп 3 С 01 В 29/1 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения П.М.Сопрунюк, С.К.Кузовкин, О.Т.Чучман и Я:.Е.Пидгйрняк Физико-механический институт АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГОПОЛЯ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам прямого измерения электростатического поля н среде с борта летательных аппаратов так называемым динамическим способом или методом двойного зонда.Известны устройства для измерения электростатических полей, содержащие электрометры 1 Ц .Однако у таких устройств узкая область применения, т.е. н лабораторных условиях.Известно устройство, предназначенное для измерения электростатического поля методом двойного зонда, содержащее два датчика, два электрометрических усилителя, выходы которых подключены через сумматор ко входу регистрирующего блока 2.Недостатком известного устройства при измерениях методом двойного зонда является применение электрометрических усилителей, которые сложны при настройке. Цель изобретения - упрощение устройства для измерения электростатического поля.Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения электростатического поля, содержащее днадатчика, электрометрический усилитель, выполненный в ниде параллельноразностного каскада на двух истоко вых повторителях со следящими обратными связями по стоку, сумматОр ирегистрирующий блок, введены два иннертора, при этом вход первого подключен к стоку второго истокового 10 повторителя, а его выход - к истокупервого истокового повторителя, входвторого инвертора подключен к стокупервого истокового повторителя, аего выход - к истоку второго истокового повторителя, стоки истоковыхповторителей подключены ко входамсумматора.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства.20 Описываемое устройство содержитдатчики 1 и 2, истоконые повторители. 3 и 4, инверторы 5 и б, сумматор7, регистрирующий блок 8.Принцип работы устройства основанна измерении посредством истоковыхповторителей синусоидального напряжения, возникающего н датчиках 1 и2 вследствие их вращения в однородном электростатическом поле.Устройство работает следукщим об.разом.Вследствие вращения в электроста- тическом поле датчиков 1 и 2, представляющих собой Два металлических диска, на входы истоковых повторителей подаются протинофаэные синусоидальные напряжения с частотой, ран ной частоте вращения датчиков 1 и 2 и амплитудойОЕ 1, (1) где Е - напряженность электростатического поля 11 - радиус вращения датчика.Особенностью произнодимых иэмере" ний является высокое выходное сопротивление датчиков 1 и 2, вследстние этого происходит шунтирование измеряемого сигнала входной емкостью истоковых повторителей 3 и 4. Причем шунтирующее действие и последних оказывает только емкость затвор - сток, так как емкость затвор - сток уменьшается до величинысц, =сэ(1- к ),где К - коэффициент передачи повторителя.В предлагаемой схеме указанный 75 недостаток, устраняется введением инвертора 5 и 6. Например, переменное напряжение в точке 9, которое противофазно напряжению в точке 10, инвертируется усилителем и подается на сток повторителя 1. Вследствие этого на стоке повторителя имеется напряжение, равное входному, чем устраняется шунтирование сигнала датчика. Таким образом, устраняется шунтирова- ние сигнала емкостью затвор - сток повторителя 3.Кроме того, вследствие ограниченности входного сопротивления полевых транзисторов, через затвор протекает ток смещения, обусловленный постоян ными напряжениями стока и истока и определяемый выражениеМ1,э=д з(Оэю Оэс )где д - проводимость изоляции зат3нора 1О - напряжение затворсток;эсОэи - напряжение затвор-исток. Предлагаемая схема обеспечивает Равенство Оз щ-ОЭ,1 пРи Условии идентичности паленых транзисторон путем использования инверторов 5 и 6.Парафазные переменные напряжения с выходов истоковых повторителей складынаются на сумматоре 7 по абсолютной величине и, в соответствии с формулой 1, содержат информацию о величине напряженности электростатического поля, которая и записывается регистрирующим блоком 8,Использование предложенного устройства для измерения электростатического поля по сравнению с известным устройством дополнительно обеспечивает повышенную экономичность и упрощение наладки всего устройства.Формула изобретенияУстройство для измерения электростатического поля, содержащее дна датчика, электрометрический усилитель, выполненный в виде параллельно-разностного каскада на двух истоковых повторителях со следящими обратными связями по стоку, сумматор и регистрирующий блок, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, введены два инертора, при этом вход первого подключен к стоку второго истокового повторителя, а его выход - к истоку первого истокового понторителя, вход второго инвертора подключен к стоку первого истокового повторителя, а его выход - к истоку второго истокового повторителя, стоки истоковых повторителей подключены к входам сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 9 382226, кл. 6 01 В 29/12, 1975.2. Имянитов И.М. Приборы и методы для измерения электричества атмосферы. М., ГИЗТЛ, 1970, с.483 (прототип)