Способ измерения электрического потенциала и устройство для его осуществления
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ННОЕ ПАТЕНТНОЕ CCP CP) i .",:,;,!Ф ;ф т - БЪ,;я ->л АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АТЕНТУ 1) 4203673/21 2) 12.11.87 6) 30,08.93. Бюл. № 32 3) US 5) Томас Ф. Петерсон. мл. (US) 3) Томас Ф. Петерсон, мл. (US) 6) Патент США ¹ 4101828, кл. G 01 R /24, 1971. 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИКЕКОГО ПОТЕНЦИАЛА И УСТРОЙСТВО ЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 7) Изобретение относится к измерениям ектрического потенциала. Существо изо„„5U „„1838795 АЗ бретения: устройство содержит уплотненную оболочку 1, ограничивающую внутреннее пространство, которое герметично отделено от атмосферы. Экранирующее . электрическое воздействие средство, подобное клети Фарадея. Электрод 3 размещен внутри оболочки 1. Плотность заряда внутри оболочки 1 изменяется с помощью поршня 6. Внутреннюю поверхность клети 2 и внешнюю поверхность поршня 6 покрывает гибкая обшивка 7, Потенциал измеряется с помощью разностной усилительной схемы и отображающего средства 9, 2 с. и. ф-лы, 1 ил. 1838795 Изобретение относится к измерению электрического потенциала. Электрод помещен внутрь изолирующей структуры, которая окружена электропроводящей клетью. Зарядная плотность внутри изолирующей структуры меняется. Заряд, поступающий на электрод или уходящий от него, измеряется после изменения плотности заряда. Плотность заряда изменяется при изменении объема изолирую-. щей структуры. На чертеже представлено предлагаемое устройство, измеряющее потенциал. Устройство состоит из уплотненной оболочки 1, ограничивающей внутреннее пространство, которое герметично отделено от атмосферы. Экранирующее электрическое воздействие средство (2), подобное клети Фарадея, окружает уплотненную оболочку 1, обеспечивая электроэкранирова- 20 ние от воздействия электрических полей в окружающей атмосфере. Электрод 3 размещен внутри оболочки 1 и предназначен для восприятия электрического потенциала. Измерительное средство 4 измеряют ток меж- 25 ду клетью 2 и электродом 3, Средство 5 с принадлежащим ему поршнем б изменяет плотность пространственного заряда. Оболочка 1 включает в себя гибкую обшивку 7, которая покрывает внут- 30 реннюю поверхность клети 2 и внешнюю поверхность поршня 6, Электрод 3 помещен внутри объема, ограниченно-о обшивкой 7. Измеряющее потенциал средство 4 35 включает в себя разностную усилительную схему 8, которая соединена с электродом 3 и клетью 2. Измеритель или другое отображающее средство 9 соединено с дифференциальной схемой 8, чтобь1 создать условия 40 визуального наблюдения изменений измеряемого потенциала. Когда поршень 6 двигается внутрь, растягивая обшивку, внутренний объем сокращается, что влечет повышение плотности заряда, Когда пор- 45 шень выдвигают, внутренний объем увеличивается и уменьшается зарядная плотность. Изменения зарядной плотности вызывают соответственные изменения разности потенциалов между электродом 3 и 50 клетью 2 Фарадея. Разность потенциалов а вольтах вычисляется по формуле: лч — К лч Е 7 где р - плотность пространственного заря- 55 да я — проницаемость; ЛЧ вЂ” изменение обьема, К вЂ” постоянная, которая характеризует геометрию оболочки и электрода. Первоначально плотность пространственного заряда и потенциал на электроде 3 и клети 2 Фарадея находятся в равновесии. Если бы электрод 3 имел потенциал абсолютного нуля, то нулевой была бы плотность пространственного заряда. Однако когда первоначально электрод 3 и клеть 2 Фарадея находятся под потенциалом грунтовой земли, зарядная плотность внутри замкнутого обьема не равна нулю. Зная изменение объема можно экспериментально определить K для конкретной геометрии оболочки и электрода. Калибрование измеряющего абсолютный потенциал. устройства можно выполнить с помощью известного источника напряжения, способного создавать напряжения двух или более различных напряжений относительно грунтового заземления. Эти напряжения поочередно подают на внешний проводящий экран или клеть 2 этого устройства. Разница выходного сигнала, регистрируемая измерительной схемой, экстраполируется до точки, в которой ожидается нулевой выход, т.е, нулевому зарядному распределению внутри исследуемого объема может оказаться необходимым отрегулировать смещающее напряжение на входе предусилителя, чтобы компенсировать ошибки, порождаемые несходными компонентами, обладающими различными рабочими функциями. Нулевая точка усилителя со связью по переменному току может быть настроена закорочением входа предусилителя. Показанная потенциалов можно получать либо в форме разности от некоторого эталона, подобного грунтовой земле, либо в виде абсолютных величин относительно выхода, который будет показывать нуль без зарядного перераспределения внутри проводника. Формула изобретения 1. Способ измерения электрического потенциала, включающий измерение разности потенциалов или тока между электродом, который находится в полости объема окружающего его проводящего экрана и проводящим экраном; отличающийся тем, что объем полости между электродом и проводящим экраном изменяют, а измерение разности потенциалов или тока производят непосредственно после изменения объема полости между электродом и проводящим экраном. 2. Устройство для измерения электрического потенциала, содержащее электрод, размещенный в полости обьема проводящего экрана, и электрометр, входы которого 1838795 подключены к электроду и проводящему эк- тем, что проводящий экран выполнен гермерану соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тичным, Составитель Л. Сорокина Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор 8. Петраш Заказ 2924 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
