Устройство для измерения напряженности электрического поля

 

Использование: изменение напряженности гармонического электрического поля радиодиапазона с повышенной точностью - при повышении надежности устройства. Сущность изобретения: устройство содержит полую втулку из изоляционного материала , закрепленные на концах втулки две электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров и образующие электрический диполь. Во внутренней полости вибраторов размещены первый полупроводниковый диод (ППД), конденсатор, а также второй ППД и резистор , соединенные параллельно. Первый ППД подключен своими электродами к электрическим вибраторам. Второй ППД анодом подключен к катоду первого ППД, а катод второго ППД и анод первого ППД 3 соединены через конденсатор. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873459/09 (22) 10.10.90 (46) 15.11.92. Бюл, N. 42 (71) Самарский авиационный институт им. акад. С. П. Королева (72) П. В. Буренин, И. B. Лукьянов, О. К.

Сизиков, Д. В. Агеев и В. В. Сорокин (56) Авторское свидетельство СССР

N1201784,,кл. 6 01 R29/08,,1983, Мелехов М. Е„Рыжков И. И. Метод и устройство для измерения сильных электромагнитных полей, Измерительная техника, 1984, N 9, с. 57 — 58. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Использование: изменение напряженности гармонического электрического поля

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения напряженности гармонического электрического поля радиодиапазана, Устройство может быть использовано для измерения поля внутри закрытых и герметичных объектов.

Известно устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее два электрических вибратора, образующие электрический диполь, полупроводниковый диод, подключенный к электрическим вибраторам, двухпроводную линию, подключенную с одной стороны к электрическим вибраторам, а с другой стороны подключенную к индикатору.

Недостаток данного устройства состоит в том, что с его помощью невозможно про„„БЫ„„1775688 At радиодиапазона с повышенной точностью

- при повышении надежности устройства.

Сущность изобретения: устройство содержит полую втулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки две электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров и образующие элекгрический диполь, Во внутренней полости вибраторов размещены первый полупроводниковый диод (ППД). конденсатор, а также второй ППД и резистор, соединенные параллельно. Первый

ППД подключен своими электродами к электрическим вибраторам. Второй ППД анодом подключен к катоду первого ППД, а катод второго ППД и анод первого ППД 3 соединены через конденсатор. 2 ил.

- изводить измерения поля внутри закрытых и, тем более, герметичных обьектов. Наличие линии связи между индикаторам и электрическим диполем обуславливают необходимость выполнения специальных отверстий в стенках исследуемого объекта, что в ряде случаев недопустима.

Наиболее близким по техни ескай сущности и достигаемым результатам к изобретению является устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее полую мулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки два электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров. подключенный к электрическим вибратарам полупроводниковый диод, конденсатор и два дросселя, расположенные ilQ внутрен1775688 ней полостй вибраторов, причем дроссели включены между выводами конденсатора и электрическими вибраторами (2).

Недостатком данного устройства является большая неравномерность его амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот, вызванная зависимостью индуктивности дросселей от частоты.

Кроме того, данное устройство имеет низкую надежность, так как при замыкании вибраторов в цепи дросселей, имеющих большую индуктивность, возбуждаются колебательные процессы, приводящие к пробою полупроводникового диода и электролитического конденсатора, Цель изобретения — повышение равномерности амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения на и ря>кен ности электрического поля, содержащее полую втулку из изоляционного материала, закрепленные на концах втулки два электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров, подключенный к электрическим вибраторам первый полупроводниковый диод и конденсатор, расположенный во внутренней полости вибраторов, введены второй полупроводниковый диод и резистор, соединенные.параллельно, первый и второй полупроводниковые диоды и резистор размещены во внутренней полости вибраторов, один из электродов второго полупроводникового диода подключен к разноименному электроду первого полупроводникового диода, между другими электродами первого и второго полупроводниковых диодов включен конденсатор.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для измерения напряженности электрического поля; на фиг, 2 — его электрическая схема.

Устройство для измерения напряженности электрического поля содержит полую втулку 1 из изоляционного материала,например фторопласта, два электрических вибратора 2, выполненные в виде полых тонкостенных металлических цилиндров, первый полупроводниковый диод3, конденсатор 4, второй полупроводниковый диод 5 и резистор G. Величина сопротивления R резистора 6 выбирается из соотношения:

Ввх>В> гпр, где R»< — входное сопротивление вольтметра, с помощью которого измеряется напряжение между электрическими вибраторами 2;

rrp — сопротивление в прямом направлении первого полупроводникового диода 3.

Устройство для измерения напряженности электрического поля работает следующим образом, Перед проведением измерений устройство помещают в область пространства, где необходимо измерить гармоническое электрическое поле. Затем включают это поле, под его действием на электрических вибраторах устройства наводится ЭДС. В полупериоды, когда направление действия ЭДС соответствует прямому смещению первого диода 3, возбуждаемый ЭДС ток течет через

10 указанный диод. Так как второй диод 5 включен для данного полупериода ЭДС в обратном направлении, а сопротивление

15 резистора 6 во много раз больше прямого сопротивления диода 3, то в рассматриваемый полупериод ток через конденсатор 4 не течет и конденсатор не заряжается.

В другие полупериоды колебаний электрического поля, когда ЭДС приложена к

20 первому диоду 3 в обратном направлении, ток через него не течет. В это время ток и заряжает конденсатор 4. По истечении некоторого времени конденсатор 4 заряжается до напряжения. равного по величине

ЭДС, наводимой на вибраторах 2, Время

30 заряда определяется величиной емкости конденсатора 4 и прямым сопротивлением второго диода 5 и составляет не более двухтрех десятков секунд, Накопленный конденсатором 4 заряд сохраняется неизменным, 35 так как в цепи его разряда включен обратносмещенный первый диод 3.

После окончания действия электрического поля с помощью вольтметра измеряют напряжение между виораторами 2. Так как сопротивление резистора 6 много меньше, чем входное сопротивление вольтметра, то измеренное напряжение равно напряжению на конденсаторе 4.

Таким образом, благодаря тому, что напряжение на конденсаторе пропорционально напряженности электрического поля, можно по заранее снятой градуировочной характеристике определить величину элект рического поля.

Выбор диодов 3, 5 схемы проводится с таким расчетом, чтобы их характеристики оставались неизменными во всем рабочем диапазоне частот; Поскольку других частотозависимых элементов в устройстве нет, то это устройство имеет равномерную амплитудно-частотную характеристику в широком диапазоне частот. Отсутствие индуктивных элементов в устройстве исключает возникновение перенапряжений в цепи диодов 3. проходит через открытый второй диод 5 и

25, соединенный параллельно с ним резистор 6

1775688

Составитель П.Буренин

Редактор Т.Иванова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М.Шараши

Заказ 4033 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-и sflA! льский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Га арина, 101. ". конденсатора 4, Поэтому устройство обладает высокой надежно:тью.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее по- 5 лую втулку иэ изоляционного материала, закрепленные на концах втулки два электрических вибратора, выполненные в виде полых металлических цилиндров, подключенный к электрическим вибраторам пер- 10 вый полупроводниковый диод и конденсатор, расположенный во внутренней полости вибраторов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения равномерно. сти амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот и повышен я надежности, введены второй полупроводниковый диод и резистор, соединенные параллел но, первый и второй полупроводниковые диады и резистор размещены во внутренней полости вибраторов, один иэ электродов второго полупроводникового диода подключен к раэноименно ;, электре.",у первого пол проводникового диода, а между другими электродами первого и в-< oporo полупроводниковых диодов зключен конденсатор,