Способ определения чувствительности измерительного преобразователя электромагнитного поля

 

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для широкого клаасса измерений параметров электрического и магнитного компонентов электромагнитного поля. Целью изобретения является повьшение точности определения чувствительности измерительных преобразователей произвольной геометрической формы. Согласно способу измерительный преобразователь 1 электромагнитного поля устанавливают в однородное электромагнитное поле (ОЭМП), которое возбуждают в -зазоре d между Электродами 2 и 3, например, полосковой Линии. Фиксируют расстояние Xj от преобразователя I до одного из электродов. Устанавливают, например, с помощью генератора, подключенного к полосковой линии, значение амплитуды ОЭМП в зазоре и измеряют амплитуду выходного сигнала преобразователя 1. Способ предусматривает выполнение последовательности измерений и определение исходных параметров для вычисления чувствительности преобразователя по математической формуле, которая приводится в формуле изобретения. .1 э.п. ф-лы. 2 иЛ. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ)УБЛИК (19) (11) А1 (51)4 (О! R 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( (ь((ь., c г.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3782685/24-21 (22) 10.08,84 (46) 30.09.86. Бюл,У 36 (72) А.А.Соколов (53) 621,317.7(088.8) (56) Соколов А.А. О метрологическом обеспечении измерений напряженности импульсных электрических и магнитных полей. — Вопросы излучения и измерения нестационарных электромагнитных полей, Научные труды ВНИИФТРИ, М;, 1980, с.41, Бузинов В.С. и др, Исследования в области радиотехнических измерений.

Труды институтов Комитета Стандартов.

Вып.81 (141), М.: 1966, с.49-53. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электро-. измерениям и предназначено для широкого клааса измерений параметров электрического и магнитного компонентов электромагнитного поля. Целью изобретения является повьппение точности определения чувствительности измерительньж преобразователей произвольной геометрической формы. Согласно способу измерительный преобразователь 1 электромагнитного поля устанавливают в однородное электромагнитное поле (ОЭМП), которое возбуждают в .зазоре Й между электродами 2 и 3, например, полосковой линии.

Фиксируют расстояние 1(от преобразователя до одного из электродов.

Устанавливают, например, с помощью . генератора, подключенного к полосковой линии, значение амплитуды ОЭМП в зазоре и измеряют амплитуду выходного сигнала преобразователя 1. Способ предусматривает выполнение последовательности измерений и определение. исходных параметров для вычисления чувствительности преобразователя по математической формуле, которая при- водится в формуле изобретения. э.п. ф-лы. 2 ил.

1ЫОЯЮ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам опред е еделения чувствительности измерительных преобразователей электромагнитного поля и может быть использовано для широкого класса измерений параметров электрического и магнитного компонента электромагнитного поля в электротехнике и экспериментальной .физике.

Цель изобретения — повышение точности определения чувствительности измерительиых преобразователей гроизвольной геометрической формы.

На фиг,1 и 2 показано взаимное расположение плоскопараллельных элек.тродов и измерительного преобразователя электромагнитного поля для двух последовательных йзмерений.

Способ осуществляют следующим ббразом.

Измерительный преобразователь 1 электромагнитного поля произвольной геометрической формы, например, цилиндрической, устанавливают в однородное электромагнитное поле, которое возбуждают в зазоре d< между двумя плоскопараллельными электродами 2 и 3, например, полосковой линии (фиг,1). фиксируют расстояние Х, от преобразователя 1 до одного из электродов, например от середины преобразователя 1 до электрода 2 (фиг.1).

Устанавливают с помощью генератора, подключенного к полосковой линии (не показан), значение амплитуды А однородного электромагнитного поля в зазоре и измеряют амплитуду U< выходного сигнала преобразователя 1. . Затем изменяют расстояние между электродами 2 и 3 от значении d до значения d< (фиг.2), Изменяют расстояние от преобразователя 1 до одного из электродов до значения Х,, и фиксируют это расстояние. Вновь устанавливают значение амплитуды А однородного электромагнитного поля в зазоре, измеряют амплитуду Uä выходного сигнала преобразователя 1 и определяют чувствительность K преобразователя 1 из соотношения

Ud Е(— -Ud Е(— ) х э Х

1 i d a e dФ

AId f(— - d F.(-- )

Г Э Х1 Х, 1

d(J х .1Г х-. х где f (-} = — ((-) + (1 — -) g (2) d 16(d d.где g — минимальная длина волны в спектре возбуждаемого поля, находят добавочные амплитуды А и

А от зеркальных изображений 4 и 5

2 преобразователя из известных соотношений

ИА МА

А = -",— - -, A — (3) (2х,)э 2 (2(а,— х, ))3

35 где М вЂ” зависящий оФ формы и размеров преобразователя положительный коэффициент, пропорциональный дипольному моменту преобразователя;

4О

2 х, и

2(d -Х,) - расстояния от зеркальных изображений 4 и 5 до преобразователя 1.

Таким образом, вместо установленной амплитуды А поля на исследуемый преобразователь реально воздействует поле амплитудой А

МА MA

А 8„, В(1 „),, (4У а так как выходной сигнал преобразодателя U = КА, то

П=КА1+-х,+(с1,— х,)(5) где К вЂ” чувствительность преобразователя, Указанное соотношение выведено следующим образом.

Под действием электромагнитного поля, возбуждаемого между плоскопа5 раллельными электродами 2 и 3, в измерительном преобразователе 1 наво- дятся заряды и токи. В соответствии с, известным методом зеркальных изображений влияние электродов 2 и 3 на установленное в присутствии преобразователя 1 значение амплитуды А электромагнитного полн может быть учтено расчетом добавочных полей с амплитудами А и А от зеркальных относительно внутренней поверхности электродов 2 и 3 иэображений токов и зарядов, наведенных в преобразователе,На фиг,1 и 2 зеркальные изображения преобразователя . показаны позициями 4 и 5

2О (пунктирные линии). Используя дипольное приближение и учитывая, что при калибровке преобразователей в системе с плоскопараллельными электродами выполняются условия

25 й,((Я, и (с1

f (--) — v х2

С1

К = -- — -- — — —А f(- ) — 1 (7) Следует отметить, что при Х

0,3265d, f(†) 2,0 и выражение ! (7) приводится к наиболее удобному для вычисления виду

2U — Ut. к = — - — ——

А

В другом частном случае осуществ-. ляют изменение величины Й зазора от значения d< до значения d<, при этом, преобразователь располагают в сред- 50 ней плоскости зазора и определяют его чувствительность .К из соотношения э э

«Н,1, -11,1, А(1 — d ) (" ss

С целью дальнейшего поньппения точности, зависящей также от пределов применимости дипольного приближения, (8) 3 !2608

Функция (х, + (d — x, ) ) симмет-1 рична относительно x, = 0,5d 1 и имеет минимум в этой точке, т,е, погрешность из-за зеркальных изображений минимальна при равном удалении преоб- разователя от электродов.

Выражение (5) удобно преобразовать к виду

U -- KA 1 + -gf(— ), (6) 10

2И п1 1, 1, где функция f(-) описывается выражеХ

d нием (2) и равна 1 при x = 0,5d.

В уравнении (6) неизвестны две константы М и К, из которых К является искомой чувствительностью преобразователя. После проведения двух последовательных измерений согласно укаэанной последбвательности операций при неизменном значении установленной амплитуды А поля получают из выражения (б) два алгебраических уравнения с двумя неизвестными М и

К из которых находят К., 25

В частном случае при постоянном межэлектродном зазоре измеряют расстояние от преобразователя до одного из электродов путем перемещения преобразователя в направлении к этому

d< электроду из положения Х = — в по2 ложение X и определяют чувствительность К преобразователя из соотношения

87 4 может быть определено допустимое минимальное расстояние от преобразователя 1 до одного из электродов.

Для этого дополнительно после определения чувствительности К преобразова.— теля изменяют расстояние от преобразователя 1 до одного из электродов 2 или 3, неоднократно и раз уменьшая это расстояние. При этом каждый раз определяют соотнетствующее новому расстоянию значение чувствительности

К преобразователя и находят допустиИ мое минимальное расстояние 1(от преобразователя 1 до выбранного электрода 2 или 3 из условия равенстна значений Кп первоначальному значению чувствительности К, т.е, как только

К„ перестает быть равным К, значение соответствующее предыдущему значению чувствительности, является искомым минимально допустимым расстоянием от преобразователя до электрода, при котором обеспечивается требуемая точность определения чувствительности.

Формула изобретения

1. Способ определения чувствительности измерительного преобразователя электромагнитного поля, включающий установку преобразователя в однородное электромагнитное поле, которое возбуждают в зазоре d1 между двумя плоскопараллельными электродами, фиксацию расстояния Х, от преобразователя до однаго иэ электродов, установку значения амплитуды А однородного электромагнитного поля в saзоре и измерение амплитуды U< выходного сигнала преобразователя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности, изменяют расстояние между двумя плоскопараллельными электродами от значения d< до значения Й, изменяют расстояние от преобразователя до одного из элек- тродов, фиксируют это расстояние Хп вновь устанавливают значение амплиту ды А однородного электромагнитного поля, затем измеряют амплитуду Ug выходного сигнала преобразователя и определяют чувствительность К преобразователя из соотношения .vd к(— ) -vd f(-) э х, %

d г п,1, К

А 1, f(— ) — d (— )1

Г x„э x,1

2 Д

Составитель R.Плужникова

Редактор И, Касарда Техред И.Попович . Корректор J1.Пилипенко

Тираж 728 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5226/46

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

S 1260887 4 где f. — функция указанных отношений нократно и раз уменьшая его, при переменных х и и в соответ- этом каждый раз определяют соответстствии с зависимостью вующее значение чувствительности К„ х 1 (х - х - ) преобразователя и находят допустиd 16(d - с1 мое минимальное расстояние от преобСпособ по п.1, о т л и ч а ю — разователя до электрода из условия шийся тем что дополнительно равенства значения чувствительности

1 изменяют расстояние от преобразова- К „первоначальному значению чувствителя до одного иэ электродов, неод- тельности К,