Способ измерения напряженности электрического поля и устройство для его осуществления

 

1. Способ измерения напряженности электрического поля, по которому в первом -такте измеряют разность потенциалов между двумя разнесенными референц-точками с помощью пары электрических зондов и создают аналогичные потенциалы на охранных кольцах, расположенных в непосредственной близости от зондов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, во втором такте закорачивают охранные кольца между собой, измеряют разность потенциалов между этими же зондами и вычитают ее из разности потенциалов ,полученной в первом такте. 2. Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее два электрических зонда соединенных с входами индивидуальных предусилителей с коэффициентом усиления , равным единице, выходы которых соединены с входами дифференциального усилителя, и охранные кольца ,отлич.а ющееся тем, что, с целью повышения точности измерений , в него введены генератор тактовых импульсов, два переключателя , запоминающее устройство и вычитающее устройство, причем сигнальные входы переключателей соединены с соответствующими охранными кольцасл ми, первые выходы переключателей соединены с выходами соответствуюпшх предусилителей, вторые выходы соединены накоротко, сигнальный вход запоминающего устройства и первый вход вычитающего устройства подключены к выходу дифференциального усилителя sl и к первой выходной клемме, выход 00 запоминающего устройства подключен со к второму входу вычитающего устройСП ства, выход которого соединен с второй выходной клеммой, а управляющие входы запоминающего устройства и переключателей соединены с выходом генератора тактовых импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (! !) (5!)4 G 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСМОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3520669/24 — 21 (22) 08.12.82 (46) 15,08.85. Бюл. №- 30 (72) B.Е.Корепанов и С.И.Климов (71) Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко (53) 621. 317. 32 (088 ° 8) (56) Fahleson U.V. Space Science

Review, 7, 1967, р. 238.

Delahaye J.I. J. Lavergnat et at„

Space Science Instr., 1976, ¹ 4, р. 143. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1- Способ измерения напряженности электрического поля, по которому в первом такте измеряют разность потенциалов между двумя разнесенными референц-точками с помощью пары электрических зондов и создают аналогичные потенциалы на охранных кольцах, расположенных в непосредст— венной близости от зондов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, во втором такте закорачивают охранные кольца между собой, измеряют разность потенциалов между этими же зондами и вычитают ее из разности потенциалов,полученной в первом такте.

2 ° Устройство для измерения напряженности электрического поля, со держащее два электрических зонда, соединенных с входами индивидуальных предусилителей с коэффициентом усиления, равным единице, выходы которых соединены с входами дифференциального усилителя, и охранные кольца, о т л и ч .а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены генератор тактовых импульсов, два переключателя, запоминающее устройство и вычитающее устройство, причем сигнальные входы переключателей соединены с соответствующими охранными кольцами, первые выходы переключателей соединены с выходами соответствующих предусилителей, вторые выходы соединены накоротко, сигнальный вход saпоминающего устройства и первый вход вычитающего устройства подключены к выходу дифференциального усилителя и к первой выходной клемме, выход запоминающего устройства подключен к второму входу вычитающего устройства, выход которого соединен с второй выходной клеммой, а управля)пцие входы запоминающего устройства и переключателей соединены с выходом генератора тактовых импульсов.

11733

Изобретение относится к области геофизических исследований и предназначено для измерения напряженности электрического поля в проводящих средах, в частности на борту искусст- « венных спутников Земли.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем исключения аддитивной погрешности.

На чертеже представлена функцио- 111 нальная схема устройства для измерения напряженности электрического поля.

Устройство содержит электрические зонды 1 и 2 с охранными кольцами 3 1« и 4, предусилители 5 и 6, переключатели 7 и 8, тактовый генератор 9, дифференциальный усилитель 10, ЗУ 11, вычитающее устройство 12 и выходные клеммы 13 и 14. При этом электричес — 20 кие зонды 1 и 2 подключены к входам собтветствующих предусилителей 5 и 6, выходы которых соединены с входами дифференциального усилителя 10, и к первым входам соответствующих переключателей 7 и 8. Вторые входы переключателей соединены накоротко, выходы их подключены к соответствующим охранным кольцам 3 и 4, а управляю— щие входы соединены с выходом такто- 39 вого генератора 9, выход которого связан с управляющим входом ЗУ 11, выход которого соединен с вторым входом вычитающего устройства 12, сигнальный вход ЗУ 11 и первый вход вы- « читающего устройства 12 подключены к выходу дифференциального усилителя

10, а выходы вычитающего устройства

12 и дифференциального усилителя 10 соединены с выходными клеммами 13 и 4а

14 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 9 осуществляет переключение тактов работы, выдавая попеременно на своем выходе, например, нули и единицы с требуемой скважностью.

Пусть четные такты на выходе тактового генератора 9 — сигнал "1". Я1

Этот сигнал переводит переключатели

7 и 8 в верхнее положение и они закорачивают охранные кольца 3 и 4.

Одновременно единичный сигнал включает режим запоминания в ЗУ 11 которое запоминает сигнал с выхода дифференциального усилителя 10, равный аддитивной погрешности всего измерительного тракта (зонды 1 и 2, предусилители 5 и 6 и дифференциальный усилитель 10). Сигнал на выходе

ЗУ 11 присутствует постоянно, в результате чего в эти такты сигнал на выходе вычитающего устройства 12 равен нулю, так как на обоих его выходах одинаковые сигналы: на одном— выходной сигнал дифференциального усилителя 1О, на другом — тот же сигнал, но пропущенный через ЗУ 11.

В нечетные такты "О" на выходе тактового генератора, 9 переводит переключатели 7 и 8 в нижнее положе— ние, они раскорачивают охранные коль ца 3 и 4 и подсоединяют их к выходу предусилителей 5 и 6 (последняя one— рация помогает дополнительно устранить искажения поля, вызванные корпусом измерительного устройства, например спутника, на котором установлена система зондов).

Одновременно нулевой сигнал запирает запоминающий вход ЗУ 11 и на

его выходе остается напряжение, запомненное в предыдущем четном такте.

Теперь на выходе дифференциального усилителя 10 имеется напряжение, состоящее из полезного измеряемого сигнала и аддитивной погрешности, а на выходе ЗУ 11 только сигнал аддитивной погрешности. В результате на выходе вычитающего устройства 12 будет только измеряемый сигнал.

Следует также учесть, что обычно паразитные сигналы весьма медленно изменяются во времени. Поэтому длительность четных и нечетных тактов может быть выбрана таким образом, чтобы коррекцию паразитного сигнала проводить довольно редко (только тогда, когда его дрейф превысит допустимую погрешность). В этом случае учитывая, что входные цепи для измерения напряженности электрического поля в космической плазме являются весьма высокоомными, можно не учиты— вать влияния переходных процессов, имеющих довольно большую длительность (до десятков секунд), что еще более повысит точность измерения, так как позволит избавиться от динамической погрешности, неминуемой в случае частой коммутации входных цепей.

1173351

Составитель -Е.Плужникова

Техред Л.Мартяшова . Корректор М.Демчик

Редактор А.Гулько

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5047/45 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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