Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля

Авторы патента:

G01R29/12 - для измерения электростатических полей

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерения амплитуды импульсного электрического поля . Устройство содержит электрическую антенну 1, преобразователь 4 напряжение-время , световод 6, осциллографический регистратор 8 и фотоприемник 7. Введение диода 3,. включенного параллельно, конденсатору 2, и преобразователя 5 напряжение - оптическое излучение позволяет информативным параметром регистрируемого осциллографическим регистратором 8 сигнала считать длительность импульса . При зтом несмотря на наличие шумовой составляющей в выходном импульсе фотоприемника 7, длительность импульса не оказьшает влияния на точность измерений и не приводит к увеличению погрешности при измерении полей с малой амплитудой. Кроме того , поскольку амплитуда регистрируемого сигнала не содержит информации об измеряемой амплитуде импульсного электрического поля, могут быть существенно снижены требования к постоянству коэффициента передачи оптического тракта и исключена составляющая погрешности, связанная с его температурной нестабильностью . 2 ил. с (О (Л to 00 QD О 4 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (19) (11) 4 А1 (51)4 G 01 Р 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696767/24-21 (22) 31.01 .84 (46) 23.06.86. Бюл. У 23 (72) В.Б.. Бубер, Н).А. Пивоваров и А.А. Соколов (53) 621.317.32(088.8) (56) Васильев В.В. Проводящие оболочки в импульсном электромагнитном поле. М.: Энергоиздат, 1982, с. 149.

Аранчий В.П. и др. Световолоконная линия связи для передачи сигналов в .условиях мощных помех.-ПТЭ, 1975, М 4, с. 129. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретениявЂ” повышение точности измерения амплитуды импульсного электрического поля. Устройство содержит электрическую антенну 1, преобразователь 4 напряжение-время, световод 6, осциллографический регистратор 8 и фотоприемник 7. Введение диода 3, . включенного параллельно конденсатору

2, и преобразователя 5 напряжение оптическое излучение позволяет информативным параметром регистрируемого осциллографическим регистратором

8 сигнала считать длительность импульса. При этом несмотря на наличие шумовой составляющей в выходном импульсе фотоприемника 7, длительность импульса не оказывает влияния на точность измерений и не приводит к увеличению погрешности при измерении полей с малой амплитудой. Кроме того, поскольку амплитуда регистрируемого сигнала не содержит информации об измеряемой амплитуде импульсного электрического поля. могут быть существенно снижены требования к постоянству коэффициента передачи оптического тракта и исключена составляющая погрешности, связанная с его температурной нестабильностью. 2 ил.

1239648

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения амплитуды напряженности импульсного электрического поля.

Цель изобретения вЂ” повышение точности измерения амплитуды импульсного электрического поля за счет снижения влияния температурной погрешности.и.шумов фотоприемника.

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя амплитуды импульсного эле стрического поля; на фиг. 2 = энюры сигналов в характерных точках схемы. устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля содержит электрическую антенну

1, нагруженную на конденсатор 2, параллельно которому включен диод 3, преобразователь 4 напряжение-время, вход которого подключен к наврузке антенны, а выход вЂ” к входу преобразователя 5 напряжение-оптическое излучение, световод 6 и фотоприем.ник 7, соединенный с регистратором

8 (например, осциллограф).

Измеритель работает следующим об.разом.

В исходном состоянии при отсутствии измеряемого электрического поля .напряжение на конденсаторе 2 равно .нулю. При воздействии фронта импульса электрического поля положительной полярности (фиг. 2, эпюра сь) эа счет поляризационного тока антенны . напряжение D на конденсаторе 2 нагрузки нарастает до напряжения отпирания диода 3, последний отпирается, шунтируя конденсатор и ограничивая напряжение на нем величиной прямого напряжения на диоде U (фиг. 2, эпюра о ) . Поляриэационный ток антенны перестает заряжать конденсатор 2, а протекает через диод 3 нагрузки до момента достижения максимума импульсом измеряемого поля.

В момент начала спада импульса измеряемого поля направление поляризационного тока электрической антенны

1 меняется на противоположное, диод

3 запирается,.и происходит перезаряд конденсатора 2 (фиг. 2, эпюра б ) до напряжения U1„, равного . 11Н =- Е 1„+U (1- вЂ” ), Cq Са

r„+c

С +С где С<1 вЂ” собственная емкость антенны;

1ц вЂ” эффективная высота антенны,, .С 2 вЂ” емкость конденсатора 2 нагрузки;

Е, вЂ” амплитуда напряженности измеряемого импульса электрического поля.

Напряжение U сохраняется на конденсаторе 2 в течение времени, определяемого обратным сопротивлением диода 3, величиной емкости С конденсатора 2 и входным сопротивлением преобразователя 4 напряжение-время.

Напряжение U< на нагрузке антенны преобра.зуется преобразователем 4 напряжение-время в прямоугольный импульс стандартной амплитуды, длитель.ность которого Т пропорциональна величине Uq (фиг. 2, эпюра 5 ). Благодаря наличию диода время нарастания исследуемого импульса исключено из информативного параметра .Т,, так как обеспечивается автоматическое отслеживание прохождения экстремума исследуемого сигнала и запуск преобразователя напряжение-время в момент изменения знака производной напряжения на входе преобразователя.

Сформированный импульс напряжения . с выхода преобразователя 4 поступает на вход преобразователя 5 налряжениеоптическое излучение, преобразуется им в прямоугольный световой импульс, равной длительности, передаваемый по световоду 6 к фотоприемнику 7.

Длительность импульса напряжения на выходе фотоприемника 7, пропорциональная амплитуде измеряемого импульса электрического поля, измеряется осциллографическим регистратором 8 ° Поскольку информативным параметром регистрируемого регистратором

8 (осциллографом) сигнала является длительность импульса, несмотря на наличие шумовой составляющей в выходнЬм импульсе фотоприемника, она не оказывает влияния на точность измерений и не приводит к увеличению погрешности при измерении полей с малой амплитудой. Кроме того, поскольку амплитуда регистрируемого сигнала не содержит информации об измеряемой амплитуде импульсного электрического поля могут быть существенно снижены требования к постоянству коэффициента передачи оптического тракта и исключена составляющая погрешности, связанная с его температурной нестабильностью.

1239648

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и,я

Составитель Е. Плужникова о

Редактор Н. Рогулич Техред М.Ходанич Корр ект ор Е . Плужник ов а

Заказ 3392/46 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля, содержащее электрическую антенну, нагруженную на конденсатор, преобразователь напряжение-оптическое излучение, световод и фотоприемник, соединенный с осциллографическим регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены диод, включенный параллельно конденсатору, и преобразователь напряжение-время, вход которого соединен с антенной, а выход вЂ” с входом преобразователя напряжение-оптическое излучение.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при испытаниях диэлектрических и полупроводниковых материалов на зарядку их статическим электричеством

Способ измерения напряженности переменного электрического поля // 1228060

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может использоваться для измерения напряженности переменных электрических полей, например , в геоэлектроразведке

Способ измерения напряженности электрического поля // 1226354

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть - использовано для измерения напряженности электрического поля с повышенной точностью

Устройство динамического считывания электростатического рельефа // 1215063

Изобретение относится к технике электрографической записи и считывания информации

Способ измерения электрического поля в море // 1185274

Способ допускового контроля уровня электростатического заряжения человека // 1177770

Датчик электростатического поля // 1174881

Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направлениям // 1173353

Цифровое устройство для измерения напряженности электрического поля // 1173352

Способ измерения напряженности электрического поля и устройство для его осуществления // 1173351

Прибор "гел" для измерения межатомно-молекулярного электрического поля // 2110807

Изобретение относится к приборам, измеряющим электрические и электромагнитные поля

Способ измерения потенциала на поверхности диэлектрических образцов и устройство для его осуществления // 2118830

Изобретение относится к физике, в частности к методам измерения электрического потенциала на поверхности диэлектрических образцов

Измеритель заряда статического электричества // 2196339

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, может быть использовано для контроля объемного заряда статического электричества в потоках движущихся диэлектрических жидкостей (светлых нефтепродуктов) или в потоках аэродисперсных сред

Устройство для измерения напряженности статического и квазистатического электрического поля // 2199761

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения напряженности статического и квазистатического электрического поля при проведении метеорологических, геофизических, биоэнергетических исследований, а также для оценки экологического состояния поверхности Земли и атмосферы

Способ измерения напряженности электрического поля // 2200330

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне с повышенной точностью

Устройство для измерения напряженности электростатического поля // 2212678

Способ измерения напряженности электрического поля // 2214611

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне с повышенной точностью

Бесконтактный способ определения потенциалов заряженной поверхности объекта и устройство для его осуществления // 2223511

Измеритель электрического потенциала со сканированием // 2225622

Способ измерения параметров остаточного заряжения плоских диэлектриков // 2231804

Изобретение относится к электротехническим измерениям, предназначено для измерения поверхностной плотности реального (полного) заряда и его среднего положения, а также поверхностных плотностей эффективных зарядов плоских диэлектриков и может быть использовано при диагностике остаточного заряжения различных диэлектрических материалов (электретов)