Датчик для измерения напряженности электрического поля

 

Изобретение относится к измерениям параметров электромагнитных полей (ЭМП). Пель изобретения - повышение точности измерения. Устр-во содержит полупроводниковый диод (ППД) 1, включенный между плечами диполя 2, 3 и введенный кондр -р 4, включенные параллельно ППД 1 и расположенные симметрично относительно него в одной с ним плоскости . 4 включен для компенсации магнитной составляющей ЭМП.При равенстве емкостей кондров 3 и 4 напряжение на зажимах ШЩ 1 , наводимое магнитной составляющей, равно нулю. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИИ

„„SU„, 1385103 (51)4 G 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 41 35207/24-09 (22) 17.10.86 (46) 30.03.88.Бюл. 11 12 (72) В.И.Ефимов и В.В.Ходос (53) 621.317.328 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1201784, кл. 6 01 R 29/08, 1986.

Патент США М 4423372, кл. G Ol В 31/02, 1983. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измере- ниям параметров электромагнитных полей (ЭМП). Цель изобретения - повышение точности измерения, Устр-во содержит полупроводниковый диод (ППД) 1, включенный между плечами диполя 2, конд-р 3 и введенный кондр-р 4, включенные параллельно

ППД 1 и расположенные симметрично от. носительно него в одной с ним плоскости. Конд-р 4 включен для компенсации магнитной составлявшей ЭМП,При равенстве емкостей конд-ров 3 и 4 напряжение на зажимах П11Д 1, наводимое магнитной составляюшей, равно нулю. 1 ил.

1385103

Изобретение относится к измерениям параметров электромагнитных полей и может быть использовано для измерения напряженности электричес5 кого поля при определении биологической опасности его воздействия на организм человека.

Цель изобретения — повышение точности измерения. 10

На чертеже приведена конструкция датчика для измерения напряженности электрического поля.

Датчик для измерения напряженности электрического поля содержит полу- 15 проводниконый диод 1, включенный между плечами диполя 2, первый и второй конденсаторы 3 и 4, включенные параллельно полупроводниковому диоду 1 и расположенные симметрично относитель- 20 но него в одной с ним плоскости, Датчик для измерения напряженности электромагнитного поля работает следующим образом.

При помещении диполя 2 в электро- 25 магнитное поле (ЭМП) в нем возбуждается ЭДС, пропорциональная напряженности электрического поля. Первый и второй конденсаторы 3 и 4 обеспечивают независимость ЭДС от частоты. По- 30 лупроводниковый диод i преобразует переменную ЭДС в постоянное напряжение, которое поступает в измерительный прибор (не показан). При изменении на контур, образованный первым конденсатором 3 и полупроводниковым диодом 1, наводится ЭДС, пропорциональная магнитной составляющей ЭМП, которая для данного измерителя является паразитной. Величина этой- ЭДС 40 определяется по формуле и с Ро 8 НО» (1) где я — частота колебаний; р, — магнитная проницаемость;

Б — площадь контура;.

Н, - напряженность магнитного поля;

- угол между плоскостью контура и вектором напряженности магнитного поля.

Как видно из (1.), U „ изменяется пропорционально частоте, т.е. погрешность измерителя является частотно-зависимой.

Для компенсации магнитной составляющей ЭМП включен второй конденсатор 4, расположенный симметрично первому относительно полупроводникового диода 1, который с полупроводниковым

2U = 1. Е„

Iñ

t где Ес, Ф Ес

Х2 zc,е Ug с„ Uy Ry(I Iq ) (2) — импеданс первого 3 и второго 4 конденсатоРов

- дифференциальное сопротивление полупроводникового диода 1, Отсюда имеем

U(2+ „"-- ) = I,(Ê, + Е„+

Ес, Ес< )

Rg (3) Если С„= С, то Е с,= Ес = Ес

Из (2) с учетом того, что U = I, Åс, получаем Ug = О.

Отсюда следует, что при равенстве емкостей первого и второго конденсаторов 3 и 4, напряжение на зажимах полупроводникового диода 1, наводимое магнитной составляющей, равно нулю.

Таким образом, изобретение позволяет свести практически к нулю дополнительную погрешность измерения, обусловленную влиянием магнитного . поля на датчик, которая может достичь 100-300%.

Формула изобретения

Датчик для измерения напряженности электрического поля, содержащий диполь, между плечами которого вклю-. чены параллельно соединенные полудиодом 1 образует второй контур ° При этом первый 3 и второй 4 конденсаторы и полупроводниковый диод 1 расположены в одной плоскости. Процесс компенсации влияния магнитной составляющей при измерении напряженности электрического поля можно проследить с помощью эквивалентной схемы.

Для оценки влияния магнитного поля на измеритель рассмотрим напряжения от воздействия источников U, и — наведенные магнитным полем

Н2 на оба контура. Так как первый и второй конденсаторы 3 и 4 равны по величине и расположены симметрично относительно полупроводникового диода

1, то ЭДС, наводимые в них, равны, т.е. U = U я = U. Тогда для данной эквивалентной схемы уравнение Кирхгофа будет:

1385103

Составитель П. Савельев

Техред И. Ходанич Корректор В.Бутяга

Редактор Н.Горват

Подписное

Тираж 772 Заказ 1412/45

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 проводниковый диод и первый конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения, введен второй конденсатор, равный по величине первому, включенHbIH между плечами диполя и расположенный в одной плоскости с первым конденсатором и полупроводниковым диодом, причем площадь контура, обра-. зованного полупроводниковым диодом .и первым конденсатором, равна площади контура, образованного полупроводниковым диодом и вторым конденсатором.