Устройство для измерения составляющих электрического поля
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
) С 0129/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСК авт.св. У 9 е с я тем, точности и пазона, вока введенрасположе ды с исс пары токовыхпо осям просной системымерительныю СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССУ 920569, кл, С 01 К 29/08, 1980,(54) (57) УСТРОСТВО ЛЛЯ 3 сЕРЕИЯСОСТАВЛЯЮЦИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ п 0569,. о т л и ч а ю щ ечто, с целью повышения асширения частотного диепь каждого измерителя пара токовых электродов ный между ними участок едуемым полем, причем электродов установлены транственно ортогональкоординат корпуса с из" электродами.1112 45 Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначенодля использования при исследованииестественных электромагнитных полей,например при электроразведке полезных 5ископаемых в бассейнах,По основному авт.св, Мф 920569 из"вестно устройство для измерения составляющих электрического поля, содержащее сферический корпус с восемью 1 Оконгруентными измерительными электродами в виде сферических треугольников,три трансформатора тока, в каждом иэкоторых четыре первичные обмотки соединены с двумя соответствующими груп пами из четырех измерительных электродов, образующими две противоположные полусферы одной из трех осейпространственной ортогональной системыкоординат, три усилителя, входы кото рых подключены к вторичным обмоткам.соответствующих трансформаторов тока,три измерителя тока, включенных навыходах соответствующих усилителей.При размещении известного устройства в проводящую среду с исследуемым электрическим полем нри частотах,для которых сопротивление растеканияэлектродов превышает модуль импеданса двойного слоя, устройство концент-З 0рируе ток, распределяющийся по первичным обмоткам трансформаторов токатаким образом, что на выходе усилителей формируются сигналы, пропорциональные трем составляющим плотностиэлектрического тока С 13.Однако известное устройство оказывается подверженным влиянию изменениякоэффициентов трансформации трансформаторов тока, коэффициентов усиленияусилителей и коэффициента концентрации концентратора во времени, а такжеизменению неинформативных факторов(температуры и частоты). Особенносильным является влияние изменениячастоты при низких частотах. Такимобразом, недостатками известного устройства являются сравнительно низкая точность и ограниченный снизучастотный диапазон.Цель изобретения - повышение точ 50ности измерительного устройства ирасширение его частотного диапазона.Поставленная цель Достигаетсятем, что в устройстве для измерениясоставляющих электрического поля,содержащем сферический корпус с восемью конгруентными измерительнымиэлектродами в виде сферических тре 317 гугольников, три трансформатора тока, в каждом.из которых четыре первичные обмотки соедйнены с двумя соответствующими группами из четырех измерительных электродов, образующими две противоположные полусферы одной из трех осей пространственной ортогональной системы координат, три усилителя, входы которых подключены к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока, три измерителя тока, включенных на выходах соответствующих усилителей, в цепь каждого измерителя тока введены пара токовых электродов и расположенный между ними участок среды с исследуемым полем, причем пары токовых электродов установлены по осям пространственно ортогональной системы координат корпуса с измерительными электродами.На фиг.1 представлено устройство для измерения составляющих электрического поля, общий внд; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема устройства.Основу устройства составляет сферический корпус 1 (фиг.1) из изоляционного материала, на поверхности которого размещены восемь проводящих измерительных электродов 2-9, выполненных в виде конгруентных равносторонних сферических треугольников (электроды 6 и 8 на фиг.1 не показаны), В состав устройства входят также трансформатор 10 тока (фиг.2) с первичными 11-14 и вторичной 15 обмотками, трансформатор 16 тока с первичными 17-20 и вторичной 21 обмотками, трансформатор 22 тока с первичными 23-26 и вторичной 27 обмотками, а также усилители 28-30, на выходах которых включены измерители 31-33 тока. В цепи последних введены пары токовых электродов 34 и 35, 36 и 37, 38 и 39 и расположенные между ними участки среды с исследуемым по" ,лем. Токовые электроды 34-39 укреплены на диэлектрических штангах 40-45 (фиг,1), установленных перпендикулярно к поверхности сферы по осям пространственной ортогональной системы координат корпуса 1 с измерительными электродами 2-9.Токовый электрод 34 установлен на штанге 40, закрепленной.в точке сходимости вершин сферических треугольников электродов 2, 3, 6 и 7. Токовый электрод 35 установлен на штанге 41, закрепленной в точке сходимости вер(2) Токи 3, 3, после трансформации соответствующими трансформаторами 10, 22, 16 тока и усиления соответствующими усилителями 28, 30, 29 поступают через соответствующие пары токовых электродов 34 и 35, 38 и 39, 36 и 37 в среду, где возбуждают электрическое поле, плотность тока которого имеет составляющие Э 1112 шин сферических треугольников электродов 4, 5, 8 и 9, Токовый электрод 36 установлен на штанге 42, закрепленной в точке сходимости вершин сферических треугольников электродов 2, 4, 6 и 8. Токовый электрод 37 установлен на5 штанге 43, закрепленной в точке сходимости вершин сферических треугольников электродов 3, 5, 7 и 9. Токовый электрод 38 установлен на штанге 44, закрепленной в точке сходимости вершин сферических треугольников электродов 6, 8, 7 и 9. Токовый электрод 39 установлен на штанге 45,закрепленной в точке сходимости вершин сферических треугольников 2, 3, 4 и 5. Каждая первичная обмотка каждого трансформатора тока подключена к определенной паре смежных измерительных электродов. Первичные обмотки 1120 14 трансформатора 10 тока соединяют четыре верхних электрода 2, 3, 6 и 7, образующих верхнюю полусферу, с четырьмя нижними электродами 4, 5, 8 и 9, образующими нижними полусферу.25 Первичные обмотки 17-20 трансформатора 16 тока соединяют четыре электрода 2, 4, 6 и 8, образующих левую полусферу, с четырьмя электродами 3, 5, 7 и 9, образующими правую полусфе- ру. Первичные обмотки 23-26 транс 30 форматора 22 тока соединяют четыре электрода 2, 3, 4 и 5, образующих переднюю полусферу, с четырьмя электродами 6, 7, 8 и 9, образующими заднюю полусферу.35Таким образом, устройство в целом представляет собой пространственную ортогональную систему координат. Все смежные электроды соединены между собой низкоомными первичными обмотками трансформаторов тока. В связи с этим электродная система устройства эквивалентна сфере со сплошной проводящей поверхностью. Удельная электрическая проводимость материалов, при 45 меняемых для изготовления электродов, значительно (на семь, десять порядков) превосходит удельную электрическую проводимость исследуемых сред (грунт, вода, плазма), поэтому при лю" бых реальных габаритах устройства в толщинах измерительных электродов 2-9 распределение тока в них будет таким же, как и для сплошного метал .лического шара.55 3174При размещении устройства в среде с исследуемым полем, вектор плотности тока которого имеет составляющие д, с 1;, Р , при условии, что координатные оси у, у, направлены параллельно осям ортогональной системы координат корпуса 1 с измерительными электродами 2-9, токи на выходах усилителей 28-30, протекающие в среду через токовые электроды 34 и 35, 36. и 37, 38 и 39, возбуждают электричес" кое поле, вектор плотности которогохарактеризуется составляющими д, , о . При установившемся режиме соответствующие составляющие приближенно равны одни другим и противоположны по фазе.Для конкретности направим оси координат таким образом, чтобы осьбыла параллельна линии, соединяющей центры токовых электродов 34 и 35, ось Х - параллельна линии, соединяющей центры токовых электродов 38 и 39,а ось У - параллельна линии, соединяющей центры токовых электродов 36 и 37. В этом случае через первичные обмотки 11-14 трансформатора 10 тока протекает ток 1 , равный где 2 - диаметры сферы, м; К - коэффициент концентрации сферы, равный 1-3. Через первичные обмотки 23-26 трансформатора 22 тока протекает ток равныйЧерез первичные обмотки 17"20трансформатора 16 тока протекает ток1 , равныйхпЧф (Ч Ж (3)Устройство работает следующим образом.(5)Д: -- й 3 2 лр 2 М 1(6) 5где г " расстояние от токового элект"рода до центра сферы, м;Кс - коэффициент усиления по токуусилителей;10К - коэффициент, трансформациитрансформаторов тока.Из выражений (1-6) следует,. что токи 3, Э ,3 через измерители соответственно 31 33, 32 тока равныь е15З=аикц- д=2 лгЙ-Ф 4 (7)Д 2 Яг 1 Д" вЯЯЙ (4-1 х (8)д:лР,д":2 л гИ-у) 4(9)9 М, 26 где1 к с.Параметры измерительной цепи К, Кс выбирают таким образом, чтобы при минимальной частоте рабочего частотного диапазона, выполнялось условие(с 1. (10)В этом случае с ростом частоты К уменьшается, а К и Кус увеличиваются, поэтому условие (10) выполняется ав- ЗО томатически.Следовательно, токи 3, 3 ,Л черезизмерители 31, 33 и 32 пропорциональ"ны измеряемым составляющим О, Ю, 8 З 5 во всем рабочем диапазоне частот,включая низкие частоты.В известном устройстве при изменении коэффициента трансформации Кттрансформаторов тока, коэффициентаусиления К усилителей и коэффициентаконцентрации К с концентратора со временем или при изменении частоты, илитемпературы во столько же раз изменяется общий коэффициент преобразования, т.е, погрешность устройства равняется сумме погрешностей трансформатора тока, усилителя и концентратора.Выражения (7)-(9) подтверждают, чтопредлагаемое устройство обеспечиваетснижение суммарной погрешности измерения в раз.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет выполнить компенсацию измеряемых составляющих плотноститока составляющими плотности токаполя, возбуждаемого в среде токами,вытекающими с выходов усилителей 28,30, 29 через пары токовых электродов34 и 35, 38 и 39, 36 и 37, дает возможность снизить на несколько порядков влияние изменений коэффициентовтрансформации трансформаторов тока,коэффициентов усиления усилителейи коэффициента концентрации концентратора по времени, а также при изменении температуры и частоты и тем самымобеспечить повышение точности измерения и расширение частотного диапазонав область низких частот,11112317 г Составитель Л. МорозоТехред 3(,Кастелевич Коррек ксимишин Заказ 6453/3 Тираж 710 ВНИИПИ Государст,по делам изобр 113035, Москва, 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгоро Проектная,Редактор А, Мотыл Подписноеенного комитета СССРтений и открытий
СмотретьЗаявка
3594061, 20.05.1983
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1742
ГРАЧЕВ ЮРИЙ СТЕПАНОВИЧ, ЕРЕМИН ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ, ХАХАМОВ ИСААК ВОЛЬФОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 29/08
Метки: поля, составляющих, электрического
Опубликовано: 07.09.1984
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1112317-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-sostavlyayushhikh-ehlektricheskogo-polya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения составляющих электрического поля</a>
Предыдущий патент: Устройство для измерения концентрации носителей заряда в проводящих материалах
Следующий патент: Устройство для измерения электростатических зарядов материалов
Случайный патент: Устройство для переключения потока транспортируемого материала