SU1411519A1

SU1411519A1 - Electrostatic field transducer

Info

Publication number: SU1411519A1
Application number: SU864052712A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Линов; Владимир Айзикович Мондрусов; Аркадий Алексеевич Старшинов; Александр Сергеевич Поповский
Original assignee: Предприятие П/Я В-2156
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1988-07-23

Abstract

Изобретение относитс к электроизме- рите;1ьной технике, в частности к устр-вам измерени напр женности электростатического пол . Цель изобретени - повышение точности измерений. Устр-во содержит модулирующий , измерительный, секторный экранный и калибровочный электроды I, 2, 4, 6 соответственно, приводной двигатель 6. AviH достижени цели введены дополнительный измерительный электрод (ДИЭ) 3, идентичный измерительному. Причем 3, секторный экранный и калибровочный электроды 4 и 5 установлены в герметичном корпусе 7. Поскольку ДИЭ 3 электрически соединен с основным измерительным электродом (ИЭ) 2, то его сопротивление нагрузки равно сопротивлению нагрузки ИЭ 2 ( одно и то же сопротивление) и определ етс входным сопротивлением электронной схемы преобразовани сигнала и сопротивлением изол ции ИЭ 2. Т. к. сам калибровочный электрод 5, наход сь в герметичном корпусе 7, не подвержен вли нию окружающей датчик среды и сопротивление изол ции у него не мен етс , то точность измерений выще. 1 ил.The invention relates to electrical measurement; 1 technique, in particular to a device for measuring the intensity of an electrostatic field. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The device contains modulating, measuring, sector screen and calibration electrodes I, 2, 4, 6, respectively, drive motor 6. AviH of reaching the target, an additional measuring electrode (DIE) 3, identical to the measuring electrode, is inserted. Moreover, 3, the sector screen and calibration electrodes 4 and 5 are installed in a sealed enclosure 7. Since DIE 3 is electrically connected to the main measuring electrode (IE) 2, its load resistance is equal to the load resistance of IE 2 (the same resistance) and The input impedance of the electronic signal conversion circuit and the insulation resistance of the IE 2. Because the calibration electrode 5 itself, being in the sealed enclosure 7, is not affected by the surrounding sensor environment and the insulation resistance does not change Then the measurement accuracy is higher. 1 il.

Description

ч-кhk

К источники напр жени To voltage sources

iBKsi,iBKsi

К peeucmpupyhOu SMij npuSopyTo peeucmpupyhOu SMij npuSopy

:Jt.: Jt.

Изобретение относитс к электроизмерительной технике, в частности к устройствам измерени напр женности электростатического пол .The invention relates to electrical measuring equipment, in particular, to devices for measuring the strength of an electrostatic field.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На чертеже изображена структурна электрическа схема датчика напр женности электростатического пол .The drawing shows a structural electrical circuit of the electrostatic field tension sensor.

Датчик напр женности электростатического пол содержит модулирующий, изме- рительный, дополнительный измерительный, секторный экранный и калибровочный электроды 1-5 соответственно, приводной двигатель 6 и герметичный корпус 7.The electrostatic field strength sensor contains modulating, measuring, additional measuring, sector screen and calibration electrodes 1-5, respectively, the driving motor 6 and the hermetic housing 7.

Датчик электростатического пол работает следующим образом.Sensor electrostatic floor works as follows.

Модулирующий и секторный электроды 1 и 4 привод тс во вращение двигателем 6. В процессе вращени вала двигател измерительный электрод 2 периодически экспонируетс в измерительном поле и экра- нируетс от него с помощью модулирующего электрода 1, т. с. производитс модул ци потока вектора напр женности измерительного электростатического пол на измерительный электрод 2.The modulating and sector electrodes 1 and 4 are rotated by the motor 6. During the rotation of the motor shaft, the measuring electrode 2 is periodically exposed to the measuring field and shielded from it with the modulating electrode 1, t. the modulation of the flux of the vector of intensity of the measuring electrostatic field to the measuring electrode 2 is performed.

При подаче на калибровочный электрод 5 1шпр жени дополнительный измерительный электрод 3 также периодически экспонируетс и экранируетс с помощью секторного экрана 4 в поле калибровочного электрода 5.When applied to the calibration electrode 5 1, the additional measuring electrode 3 is also periodically exposed and shielded using the sector screen 4 in the field of the calibration electrode 5.

Так как измерительный и дополнительный измерительный электроды 2 и 3 электрически соединены между собой, на вход регистрирующего прибора поступает суммарный сигнал, пропорциональный напр женности измер емого пол и напр жению на калибровочном электроде 5.Since the measuring and additional measuring electrodes 2 and 3 are electrically interconnected, a total signal proportional to the intensity of the measured field and the voltage on the calibration electrode 5 is fed to the input of the recording device.

Работа датчика основываетс на принципе электростатической индукции и применении электростатического генератора и заключаетс в том, что при внесении в переменное электрическое поле провод щего тела в последнем возникает движение индуцированных зар дов. При вращении модулирующего электрода 1 измерительный электрод 2 то экспонируетс в измер емом поле, то экранируетс от него. В резулыате по сопротивлению нагрузки Ru в цепи регистрирующего прибора течет переменный ток, пропорциональный напр женности измер емого электростатического пол .The operation of the sensor is based on the principle of electrostatic induction and the use of an electrostatic generator, and consists in the fact that when a conducting body is introduced into an alternating electric field, a movement of induced charges occurs in the latter. When the modulating electrode 1 rotates, the measuring electrode 2 is then exposed in the measured field, then shielded from it. As a result of the load resistance Ru, an alternating current flows in the circuit of the registering device, which is proportional to the intensity of the measured electrostatic field.

При измерении напр женности электростатического пол датчик электростатического пол устанавливаетс таким образом, что ноток вектора напр женности электростатического пол пересекает его чувствительный элемент - измерительный электрод 2.When measuring the electrostatic field strength, the electrostatic field sensor is installed in such a way that the notes of the electrostatic field strength vector intersects its sensitive element - measuring electrode 2.

При работе электростатического гене- ратора сигнал с измерительного электрода 2 определ етс напр женностью измер емого пол , сопротивлением нагрузки измерительDuring the operation of an electrostatic generator, the signal from the measuring electrode 2 is determined by the strength of the measured field, the load resistance

ного электрода 2, площадью электрода 2, частотой модул ции.electrode 2, the area of the electrode 2, the modulation frequency.

Сопротивление нагрузки измерительного электрода 2 определ етс параллельным соединением входного сопротивлени электронной схемы преобразовани сигнала и сопротивлением изол ции измерительного электрода 2The load impedance of the measuring electrode 2 is determined by the parallel connection of the input impedance of the electronic signal conversion circuit and the insulation resistance of the measuring electrode 2

Кн Kn

jRft;,jRft ;,

+ иГ + iG

При работе в неблагопри тных услови х гидромониторной мойки танков или в услови х сильной запыленности за счет осаждени на изол торах измерительного электрода частиц воды или пыли, имеющих высокую проводимость, сопротивление изол ции измерительного электрода может существенно снизитьс до значений пор дка дес тков-ста Ом. При этом за счет перераспределени токов с измерительного электрода в электронную схему преобразовани сигнала и на землю через сопротивление изол ции снижаетс точность измерений .When operating in adverse conditions of a jet tank washing or in conditions of high dustiness due to the deposition of water or dust particles with high conductivity on the insulators of the measuring electrode, the insulation resistance of the measuring electrode can be significantly reduced to values of the order of ten to 100 ohms . At the same time, due to the redistribution of currents from the measuring electrode into the electronic circuit for converting the signal to the ground through the insulation resistance, the measurement accuracy decreases.

В датчике электростатического пол дополнительный измерительный электрод 3 заключен вместе с калибровочны.м электродом 5 и секторным экранным электродом 4 в герметичный корпус 7. При этом дополнительный измерительный электрод 3 соединен с измерительным электродом 2, поверхность которого пересекает поток вектора напр женности измер емого пол .In the electrostatic field sensor, the additional measuring electrode 3 is enclosed together with the calibration electrode 5 and the sector screen electrode 4 into the sealed housing 7. The additional measuring electrode 3 is connected to the measuring electrode 2, the surface of which intersects the flow of the vector strength of the measured field.

Калибровочный электрод 5, наход сь в герметичном корпусе 7, не подвержен вли нию внещней среды, поэтому сопротивление его изол ции высокое и не мен етс .The calibration electrode 5, being in the hermetic casing 7, is not subject to the influence of the external medium, therefore its insulation resistance is high and does not change.

Поскольку дополнительный измерительный электрод 3 электрически соединен с основным измерительным электродом 2, то его сопротивление нагрузки равно сопротивле- нию нагрузки электрода 2 (одно и то же сопротивление) и определ етс входным сопротивлением электронной схемы преобразовани сигнала и сопротивлением изол ции измерительного электрода 2 (сопротивлениеSince the additional measuring electrode 3 is electrically connected to the main measuring electrode 2, its load resistance is equal to the load resistance of electrode 2 (the same resistance) and is determined by the input resistance of the signal conversion electronic circuit and the insulation resistance of the measuring electrode 2 (resistance

изол ции дополнительного электрода 3, наход щегос в герметичном корпусе, велико и не мен етс ).isolating the additional electrode 3, which is in a sealed enclosure, is large and does not change).

Сигнал на сопротивлении нагрузки RH основного и дополнительного измерительного электродов определ етс суммой сигналов от измер емого пол (основной измерительный электрод 2) и от пол калибровочного электрода (дополнительный измерительный электрод 3). При работе прибора в неблагопри тных услови х снижение сопротивлени изол ции измерительного электрода 2 может быть проконтролировано с помощью калибровочного электрода, как сам калибровочный электрод, наход сьThe signal at the load resistance RH of the main and additional measuring electrodes is determined by the sum of the signals from the measured field (main measuring electrode 2) and from the field of the calibration electrode (additional measuring electrode 3). When the device operates in adverse conditions, the decrease in the insulation resistance of the measuring electrode 2 can be monitored with the help of a calibration electrode, like the calibration electrode itself, being

в герметичном корпусе, не подвержен вли нию окружающей датчик среды и сопротивление изол ции у него не мен етс , то точность измерений выше.in a sealed enclosure, not affected by the environment of the sensor environment and the insulation resistance of it does not change, then the measurement accuracy is higher.

Claims

Invention Formula

Electrostatic field sensor containing a motor, on the shaft of which modulating and sector screen electrodes are installed, as well as measuring ones installed coaxially with the motor shaft

and calibration electrodes, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, an additional measurement electrode, identical to the measurement electrode, is inserted, located coaxially with the motor shaft between the measurement and sector screen electrodes, with the additional measurement, sector screen and calibration electrodes installed in a sealed case and an additional measuring electrode is connected to the measuring electrode.