Датчик для измерения напряженности электрического поля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(51) С 01 К 29 08 Г; - ,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСИОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Омский политехнический институт(56) 1. Мисакян М., Коттер Ф.Р.,Калер Р.Л. Миниатюрный датчик электрического поля. - "Приборы для науч-ных исследований", 1978, В 7,с. 52-55,2. НогчаСЬ Т., С 1 ещепС О., МеазпгешепС оГ йЬе Й 1 в 1 огйоп 1 евв е 1 ес 1 гдс Е 1 е 1 д хпгепв 1 гу оГ М 8 Ь чо 1 йаяе1 пвга 11 аСопв. Т 1 пгд ыйегпаг 1 опа 1вушров 1 цш оп М 8 Ь то 1 га 8 е Епддпее"глупя, М 11 ап 28-31, Ац 8 пвг., 1979,рр. 44.05/1-44.05/4. Перевод ВЦПУ ГМ 1981 (прототип),(64)(57) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАНРЯжЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ,содержащий сферический проводящийкорпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметральнопротивоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры, взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения неоднородных электрических полей; каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги 0 больших кругов, ограничивающих каждый указанный несмежный участок сферы, равны, град;9 = 63,4. - 327 ИЖгде . б" - заданная максимальная погрешность измерения от неоднородности электрического поля точечного заряда в односительных единицах.Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при измерении напряжен-, ности однородных и неоднородных электрических полей, например, под воздушными линиями электропередач и на подстанциях сверхвысокого налряжения.Известен датчик для измерения напряженности переменного электри О ческого поля, содержащий два электрода, имеющих Форму полусфер. Под действием электрического поля между электродами возникает напряжение и в соединяющей их цели протекает ток, 15 пропорциональный напряженности электрического поля, величина которого измеряется 13.Однако датчик имеет большую погрешность при измерении неоднородных 20 ,полей.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик для измерения напряженности электрического поля, содержащий сФерический 25 проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, . изолированно от него и одна от дру гой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара элект- З 5 родов подсоединена к соответствующим входам, дифференциальных интеграто-. ров тока 2 .Однако известный датчик имеет большую погрешность лри измеренных 40 в неоднородных электрических полях. Датчик вместе с измерительным уст.ройством калибруется в однородном электрическом поле. После внесения датчика в неоднородное лоле возника ет погрешность, обусловленная иньи, нежели в однородном поле, распределением зарядов на электродах.Целью изобретения является повышение точности измерения неоднородных электрических попей.Указанная цель достигается тем, что в датчике для измерения напряженности электрического поля, содержащем сферический проводящий корпус, 55 три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолированно от него и друг от друга, и расположенных в пространстве таким образом, что прямые соединяющие их центры взаимно ортогональны и пересекаются в центре сФерического проводящего корпуса, каждая лара электродов подсоединена к соответствующйм входам дифференциальных интеграторовтока, каждый электрод представляетсобой два несмежных участка сферы,заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованнойпересечением сферы с плоскостью,проходящей перпендикулярно радиусусферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причемдуги 9 больших кругов, ограничивающихкаждый указанный несмежный участоксферы, равны (град.)9 = 63,4 - 32,7 Й угде д" - заданная максимальная погрешность измерения от неоднородности электрического поля точечногозаряда в относительных единицах,На Фиг. 1 представлен датчик дляизмерения напряженности электрического ноля в трех проекциях; на Фиг.2 его принципиальная электрическаясхема.Основу датчика составляет сферический проводящий корпус 1, на поверхности которого изолированно откорпуса и друг от друга размещенытри лары проводящих электродов 2-7.Сферический проводящий корпусдатчика выполняет роль общего электрода. Каждая пара диаметральнопротивоположных проводящих электродов 2-3, 4-5, 6-7 может быть подключена, например, к входам соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока,Проводящие электроды располагаются на расстоянии от корпуса много меньшем его радиуса и должны быть подключены к измерительным устройствам с низкоомным входом. В качестве устройств с низкоомным входом могут быть использованы измерители тока или интеграторы тока. Последним отдается большее предпочтение, так как выходной сигнал интегратора тока не зависит от частоты измеряемого поля и пропорционален индуцированным на электродах датчика зарядам.11491Сферические электроды выполненыс угловым размером, определяемымсоотношением6 = 63,4 - 32,7Указанные угловые размеры и формаэлектродов выбраны с учетом обеспечения заданной точности измерения,максимальной чувствительности ивозможности размещения электродовна поверхности сферического прово Одящего корпуса,Датчик работает следующимобразом.При помещении датчика в электрическое поле на его проводящих электродах 2-7 индуцируются заряды. Этизаряды вызывают между каждым про 89 4водящим электродом 2-7 и сферическим проводящим корпусом датчика 1 электрический ток. Токи с каждой пары диаметрально противоположных проводящих электродов 2-3, 45, 6-7 поступают на входы соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные разности зарядов с диаметрально противоположных проводящих электродов, т.е. пропорциональные трем составляющим напряженности электрического поля.Таким образом, предлагаемые размеры и форма электродов повышают точность измерения неоднородных электрических полей.1149189 Составитель В.ВасильевРедактор АЛапдор Техред С,Мигунова Корректор И.Эрдейи писное д. 4 город, ул.Проектна Патент илиал каз 1874/31 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Иосква, Ж, 748о комитета СССи открытийРаушская наб