УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Полезная модель относится к области измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электрического поля и его степени неоднородности.
Известно устройство для измерения напряженности электрического поля 1, состоящее из датчика, имеющего два проводящих чувствительных элемента в виде полусфер и расположенного внутри датчика операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым чувствительным элементом, а неинвертирующий вход операционного усилителя соединен со вторым чувствительным элементом и общим проводом измерительной цепи. К выходу операционного усилителя подключен измерительный прибор.
Недостатком этого устройства является низкая точность измерения вектора напряженности электрического поля из-за использования несимметричного, одинарного датчика и невозможность измерения степени неоднородности этого поля в объёме датчика.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство измерения напряженности электрического поля 2, содержащее дифференциальный датчик с двумя чувствительными электродами, подключенными ко входам дифференциального преобразователя, выход которого соединен со входом измерительного прибора.
Недостатком этого устройства является невозможность измерения степени неоднородности электрического поля в объёме датчика.
Задача полезной модели - осуществление возможности наряду с измерением напряженности электрического поля и измерения степени неоднородности этого поля.
Указанная задача достигается тем, что в известное устройство измерения нараметров электрического ноля, содержащее дифференциальный датчик с двумя чувствительными электродами, подключенными к входам дифференциального преобразователя, выход которого соединен со входом измерительного прибора, показывающего значение напряженности электрического поля дополнительно введены суммирующий преобразователь выходных сигналов датчика, преобразователь отношений сигналов и второй измерительный прибор, причем первый вход суммирующего преобразователя соединен с первым чувствительным электродом, а второй вход - со вторым чувствительным электродом датчика, а его выход соединен с первым входом преобразователя отношений сигналов, при этом выход дифференциального преобразователя соединен со вторым входом преобразователя отношений сигналов, выход которого соединен со входом второго измерительного прибора, показывающего степень неоднородности электрического поля.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. Чувствительные электроды 1 и 2 представляют собой наружные сферические поверхности, симметричные относительно одной из плоскостей декартовой системы координат, например, одной из ординат тела 3, представляющего собой, в частном случае сферу. Центры 4 и 5 этих поверхностей попарно расположены на оси той же системы координат симметрично относительно её начала 6. Чувствительные элементы, представляющие собой части сферических поверхностей, нанример, сферические сегменты, слои, треугольники, квадраты и их сочетания, с одной стороны попарно соединены через дифференциальный преобразователь 7, осуществляющий вычитание сигналов датчика, с измерительным прибором 8, измеряющим модуль вектора напряженности электрического поля, а с другой стороны через суммирующий преобразователь 9, осуществляющий суммирование сигналов с чувствительных электродов датчика с первым входом
преобразователя отношений сигналов 10, второй вход которого соединен с выходом дифференциального преобразователя 7, а выход преобразователя отношений сигналов 10 соединен с измерительным прибором 11, определяюш;им степень неоднородности электрического поля.
Устройство измерения реализуется следуюш;им образом. Датчик с чувствительными электродами помеш,ают в пространство исследуемого поля при этом на выходах дифференциального и суммирующего преобразователей возникают переменные напряжения пропорциональные соответственно разности и сумме сигналов с чувствительных электродов датчика.
Полные потоки вектора напряженности электрического поля через первый и второй чувствительные электроды определяются соотношениями
i -Со5б + (1)
2 -Со5( + я:) + А,(2)
где Е - вектор напряженности измеряемого электрического поля; А составляюш;ая вектора напряженности электрического поля, вызванная его неоднородностью; 9 - угол между направлением вектора напряженности электрического поля и координатной осью датчика.
Сигналы в виде напряжений на выходах дифференциального (U1) и суммирующего (U2) преобразователей пропорциональные соответственно разности и сумме полных потоков через чувствительные электроды будут определяться следующими выражениями соответственно
V  )  гk ECosв (3)
t/2  ()  2;k2-A :,(4)
где kl Hk2- коэффициенты пропорциональности.
Преобразователь отношений, при ориентации координатной оси датчика по направлению поля, вырабатывает сигнал пропорциональный
отношению напряжений U2 и U1, которое в свою очередь пропорционально степени неоднородности электрического поля, а именно
иг 2А:2А . А .........
п  л:100%,(5)
Ш IklEЕ
где /7 - степень неоднородности электрического поля в процентах; k коэффициент пропорциональности.
Используя предлагаемое устройство можно измерять как модуль вектора напряженности электрического поля, так и степень его неоднородности в объёме датчика.
1,Влияние электроустановок высокого напряжения на окружающую среду: Переводы докладов Международной конференции по большим электрическим системам (СИГРЭ-76) /Под ред. Ю.П. Шкарина. - М.: Энергия, 1979. С. 35.
2.Патент 3873919 США, МКИ G 01 г 31/02, НКИ 324/72. АС ELECTRICFIELDMETER.
Литература