УСТРОЙСТВО ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ

УСТРОЙСТВО ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЁННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НОЛЯ НРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ
Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к измерению величины напряженности электрического поля промышленной частоты, и может быть использовано для градуировки приборов измерения напряженности электрического поля.
Известно устройство градуировки измерителей напряжённости электрического поля 1, содержащее сферический электрод, соединённый с источником и регулятором напряжения, в поле которого помещают измеритель напряжённости, после чего снимают показания прибора и сравнивают их с расчётной величиной напряжённости.
Однако данное устройство обеспечивает невысокую точность градуировки измерителей напряженности электрического поля из-за влияния градуируемого измерителя и окружающих проводящих тел на образцовое поле.
Известно также устройство градуировки измерителей напряжённости электрического поля промышленной частоты 2, содержащее воздушный конденсатор с плоскими электродами, регулируемый источник высокого напряжения в виде высоковольтного трансформатора, измеритель напряжения, измерительную пластину с центральной и периферийной секциями, резисторы, градуируемый измеритель и экранированный кабель.
Это устройство также обеспечивает невысокую точность градуировки, т.к. образцовое электрическое поле этого устройства из-за открытости полеформирующей системы подвержено влиянию окружающих проводящих тел. Кроме этого градуировка осуществляется без внесения измерителя в
МКИО 01 R 29/12 R 35/00
электрическое поле, а следовательно градуируется не сам измеритель, а только его измерительная цепь, т.е. без учета датчика. Известное устройство имеет также большие размеры, а сам процесс градуировки сложен и требует проведения дополнительных расчетов.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности градуировки измерителей напряженности с повышенной точностью, исключения влияния окружающих проводящих тел, уменьшение размеров устройства градуировки и упрощение самого процесса градуировки, за счет исключения проведения дополнительных расчетов в процессе градуировки.
Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве градуировки измерителей напряженности электрического поля промышленной частоты, содержащем воздушный конденсатор с плоскими электродами, регулируемый источник высокого напряжения в виде высоковольтного трансформатора, измеритель напряжения, градуируемый измеритель, в качестве полеформирующей системы применяют не плоский, а сферический конденсатор, имеющий закрытую систему электродов, а измеритель напряжения, измеряющий напряжение на электродах сферического конденсатора, предварительно градуируют в единицах напряжённости электрического поля с учётом поправочного коэффициента на искажение поля градуируемым измерителем.
Полезная модель поясняется фиг.1 и фиг.2, где на фиг.1 изображена схема устройства полезной модели, а на фиг.2 - зависимость поправочного коэффициента k на искажение поля градуируемым измерителем от а соотношения радиусов сферического корпуса г градуируемого измерителя и электродов сферического конденсатора R.
Устройство градуировки измерителей напряженности электрического поля промышленной частоты содержит воздушный сферический конденсатор.
полеформирующие электроды (далее электроды) 1 и 2, выполненные в виде полусфер из металла или другого проводящего материала и покрытые внутри и снаружи тонким слоем диэлектрика; электрод 1 неподвижно укреплен на подставке 3, а электрод 2 соединен с электродом 1 с помощью диэлектрического шарнира 4; диэлектрическая вставка 5, состоящая из двух частей, укреплённых в сферическом конденсаторе, наружная поверхность которой совпадает с внутренней поверхностью сферического конденсатора, а внутренняя поверхность - с наружной поверхностью градуируемого измерителя 8, служит для фиксации градуируемого измерителя в сферическом конденсаторе; регулируемый источник высокого напряжения 6 в виде высоковольтного трансформатора, выводы которого соединены с электродами 1 и 2; измеритель 7 напряжения, подаваемого на воздушный сферический конденсатор, включен между электродами 1 и 2 воздушного сферического конденсатора и отградуирован в единицах напряжённости электрического поля с учётом поправочного коэффициента на искажение поля градуируемым измерителем и градуируемый измеритель 8.
Устройство градуировки измерителей напряженности электрического поля работает следующим образом.
Градуируемый измеритель 8 напряжённости электрического поля помещают между электродами 1 и 2 сферического конденсатора и закрывают последний. Подают напряжения на регулируемый источник высокого напряжения. При этом на выходе высоковольтного трансформатора 6 появляется высокое напряжение, образующее в центре электродов 1 и 2 однородное электрическое поле EQ. Величина этого поля до помещения градуируемого измерителя между электродами сферического конденсатора определится выражением
где и - напряжение между электродами 1 и 2; R - радиус электродов сферического конденсатора, а носле помещения - выражением
где k - поправочный коэффициент на искажение поля градуируемым измерителем. При известной конфигурации фадуируемого измерителя коэффициент k определяют расчетным или экспериментальным путем. Например, при сферической форме корпуса градуируемого измерителя и его чувствительных элементах, выполненных в форме сферических сегментов коэффициент k можно определить, например, по формуле
Г а М, У( IV-    ,4 + 3 а   9l-a ,  ,2n-ll-a - 2n + ll-a y
где 00 - угловой размер чувствительного элемента измерителя; а  - соотношение радиусов сферического корпуса г градуируемого измерителя и электродов сферического конденсатора R, п - число членов ряда. Этот коэффициент можно также найти из графиков, представленных на фиг.2.
Измеритель 8 напряжения, измеряющий высокое напряжение на электродах 1 и 2 сферического конденсатора отградуирован, согласно формуле 1 в единицах напряженности электрического поля. Регулируя напряжение с помощью источника высокого напряжения 6, задают различные значения напряженности, контролируемые измерителем 8 напряжения и производят градуировку измерителя.
Описанное устройство позволяет достичь всех поставленных целей. Сферический конденсатор, используемый в данном устройстве, может иметь размеры, лишь немногим большие, чем размеры градуируемого измерителя, и
E
E  k.k.E,,(1)
позволяет получать необходимые значепия папряжённости поля при значительно меньших напряжениях, чем для плоского конденсатора. Т.к. поправочный коэффициент на искажение поля градуируемым измерителем может быть вычислен с любой требуемой точностью и намного проще, чем для плоского конденсатора, и учтен при градуировке измерителя напряжения, то это позволяет повысить точность градуировки измерителей напряжённости электрического поля. Кроме того, из описания видно, что данное устройство упрощает и ускоряет процесс градуировки и повышает безопасность работы с ним.
1.А.с. 154939 СССР, МКИ G 01 R 29/12. Способ градуировки прибора с неизвестными характеристиками для измерения параметров электростатического поля /Веревкин В.Н. Опубл. в Бюл. №11 за 1963.
2.А.с. 1366971 СССР, МКИ G 01 R 29/12, G 01 R 35/00. Устройство градуировки измерителей напряженности электрического поля промышленной частоты. /Иерусалимский А.П., Мейлах Д.И., Портнов Ф.Г. и др. Опубл. в Бюл. №2 за 1988.
Литература