RU2071072C1 - Device for measuring intensity of electric fields - Google Patents

Abstract

FIELD: electric measuring technology. SUBSTANCE: device has primary measurement converter 1 made in the form of three parallel metal plates, two discharging resistors 4 and 5, amplifier 6, peak detector 7, analog-to-digital converter 8, adder 9, storage element 10, register 15, control unit 13, integrator 11, threshold element 12 and logic AND gate 18. Novelty of proposed device consists in insertion of second discharging resistor 5, integrator 11, threshold element 12, logic AND gate 18 and third plate of primary measurement converter 1. Due to insertion of new elements which form regulating channel discretization period of key measurement channel may change depending on character of examined field in specified frequency range. In other words, adaptation of discretization frequency of device to character of examined electric field is carried out which expands application field of device and increases measurement precision. EFFECT: expanded application field, increased measurement precision. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для осуществления контроля напряженности электрических полей. The invention relates to electrical engineering and can be used to control the intensity of electric fields.

Целью изобретения является повышение точности измерения напряженности квазистатических электрических полей и расширение области применения измерителя. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the intensity of quasistatic electric fields and expanding the scope of the meter.

Цель достигается тем, что время дискретизации в предлагаемом устройстве автоматически изменяется в зависимости от скорости изменения напряженности исследуемого поля, за счет этого достигается значительное расширение динамического диапазона измеряемых приращений напряженности. Это в свою очередь делает возможным измерения переменных электрических полей, выходящих за пределы квазистатических. The goal is achieved in that the sampling time in the proposed device automatically changes depending on the rate of change of the intensity of the studied field, due to this a significant expansion of the dynamic range of the measured increments of tension is achieved. This, in turn, makes it possible to measure alternating electric fields that go beyond quasistatic.

С этой целью в устройство дополнительно введены: трехпластинчатый первичный измерительный преобразователь, ключ, разрядное сопротивление, интегратор со сбросом в ноль, пороговый элемент, логический элемент И. For this purpose, the device has additionally introduced: a three-plate primary measuring transducer, a key, a bit resistance, an integrator with a reset to zero, a threshold element, a logic element I.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения напряженности электрических полей; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 пример обработки фрагмента поля; на фиг.4 диаграммы, поясняющие работу блока управления. Figure 1 presents a block diagram of a device for measuring the intensity of electric fields; figure 2 diagrams explaining the operation of the device; figure 3 an example of processing a fragment of a field; figure 4 diagrams explaining the operation of the control unit.

Устройство для измерения напряженности электрического поля (фиг.1) содержит первичный измерительный преобразователь 1, состоящий из трех пластин, одна из которых соединена с общим проводом устройства, подключенный через два оптоэлектронных коммутатора 2, 3 к разрядным сопротивлениям 4, 5. Разрядное сопротивление 4 подключено ко входу усилителя 6, выход которого через пиковый детектор 7 подан на вход АЦП 8. Выход цифрового сумматора 9 соединен со входом элемента памяти 10, первый вход сумматора 9 подключен к выходу АЦП, а второй вход к выходу элемента памяти, соединенному с регистрирующим блоком 15. Разрядное сопротивление 5 подключено ко входу интегратора 11, выход которого подключен ко входу порогового элемента 12. Выход порогового элемента 12 подключен к входу установки в ноль счетчика блока управления. Блок управления 13 состоит из последовательно соединенных генератора 14, счетчика 16, дешифратора 17. Причем первый выход дешифратора подключен к управляющему входу оптоэлектронного ключа 2 и входу "Сброс в ноль" интегратора 11, второй выход - к управляющим входам АЦП, элемента памяти и к первому входу логического элемента И 18. Третий выход к управляющему входу "Сброс в ноль" пикового детектора 7 и второму входу логического элемента И 18, выход которого соединен со вторым входом "Установка в ноль" счетчика 16. Выход генератора 14 соединен с управляющим входом оптоэлектронного ключа 3. A device for measuring electric field strength (Fig. 1) contains a primary measuring transducer 1, consisting of three plates, one of which is connected to the device’s common wire, connected through two optoelectronic switches 2, 3 to discharge resistances 4, 5. The discharge resistance 4 is connected to the input of amplifier 6, the output of which through the peak detector 7 is fed to the input of the ADC 8. The output of the digital adder 9 is connected to the input of the memory element 10, the first input of the adder 9 is connected to the output of the ADC, and the second input to the output of the coagulant memory connected to the recording unit 15. The discharge impedance 5 is connected to the input of integrator 11 whose output is connected to the input of the threshold element 12. The output of the threshold element 12 is connected to the input of setting to zero the counter of the control unit. The control unit 13 consists of a series-connected generator 14, a counter 16, a decoder 17. Moreover, the first output of the decoder is connected to the control input of the optoelectronic switch 2 and the input "Reset to zero" of the integrator 11, the second output to the control inputs of the ADC, memory element and to the first the input of the logic element And 18. The third output to the control input "Reset to zero" of the peak detector 7 and the second input of the logic element And 18, the output of which is connected to the second input "Setting to zero" of the counter 16. The output of the generator 14 is connected to the control input optocoupler 3.

Первичный преобразователь 1 предназначен для преобразования соответствующих приращений напряженности электрического поля в пропорциональную разность потенциалов и может быть выполнен, например, в виде трех параллельных металлических дисков, представляющих собой два плоских конденсатора с общей пластиной. Управляемые оптоэлектронные коммутаторы 2, 3 служат для подключения первичного измерительного преобразователя 1 к разрядным сопротивлениям 4 и 5 на время полного разряда с целью формирования разрядных импульсов, амплитуды которых несут информацию об изменении напряженности поля с момента предшествующего подключения. Коммутатор может быть выполнен, например, на базе сдвоенного оптоэлектронного коммутатора К249КН1А (В.И. Иванов и др. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справочник, 1984, с. 175). Усилитель 6 может быть выполнен на микросхеме К544УД1А. Пиковый детектор предназначен для преобразования амплитуды импульса в пропорциональное постоянное напряжение и запоминания его на время, необходимое для считывания аналого-цифровым преобразователем 8. Он является фактически устройством выборки-хранения (УВХ) и может быть выполнен, например, на микросхеме К544У1А (Алексеенко А. Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем, 1985, с. 170). По управляющему входу на него приходит сигнал на сброс информации. Аналого-цифровой преобразователь 8, сумматор (цифровой) 9 и элемент памяти 10 предназначены для преобразования постоянного напряжения в цифровой код и помещения его в память с прибавлением к нему последующих значений, поступающих на вход АЦП 8 напряжений. Результирующая сумма после каждого прибавления, поступающая в память, замещает там предыдущее значение суммы, которое стирается. The primary Converter 1 is designed to convert the corresponding increments of the electric field into a proportional potential difference and can be performed, for example, in the form of three parallel metal disks, which are two flat capacitors with a common plate. The controlled optoelectronic switches 2, 3 are used to connect the primary measuring transducer 1 to the discharge resistances 4 and 5 for the duration of a full discharge in order to generate discharge pulses whose amplitudes carry information about changes in the field strength since the previous connection. The switch can be made, for example, on the basis of a dual optoelectronic switch K249KN1A (V.I. Ivanov et al. Semiconductor optoelectronic devices. Handbook, 1984, p. 175). The amplifier 6 can be performed on the chip K544UD1A. The peak detector is designed to convert the pulse amplitude to a proportional constant voltage and store it for the time required for reading by an analog-to-digital converter 8. It is actually a sampling-storage device (UVX) and can be performed, for example, on a K544U1A chip (A. Alekseenko. G. et al. The use of precision analog microcircuits, 1985, p. 170). At the control input, a signal arrives at it to reset the information. An analog-to-digital converter 8, an adder (digital) 9 and a memory element 10 are designed to convert a constant voltage into a digital code and place it in the memory with the addition of the following values to the ADC 8 voltage input. The resulting sum after each addition, entering the memory, replaces there the previous value of the sum, which is erased.

Аналого-цифровой преобразователь 8 может быть реализован на микросхеме К1108ПВ1, представляющей законченный АЦП последовательного приближения с выходным регистром для хранения информации (Якубовский С.В. и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. М. Радио и связь, 1990, с. 437). The analog-to-digital converter 8 can be implemented on the K1108PV1 chip, which represents a complete serial-to-analog ADC with an output register for storing information (Yakubovsky S.V. et al. Digital and analog integrated circuits. Handbook. M. Radio and communications, 1990, p. 437).

Сумматор 9 может быть реализован на микросхемах К155ИМЗ, представляющих собой четырехразрядные сумматоры (Тарабрин Б.В. Справочник по интегральным микросхемам, М. Энергия, 1980, с. 146). The adder 9 can be implemented on K155IMZ microcircuits, which are four-digit adders (Tarabrin B.V. Handbook of integrated circuits, M. Energia, 1980, p. 146).

Запоминающее устройство 10 может быть реализовано на микросхеме К589ИР12, представляющей собой многофункциональный буферный регистр (Тарабрин Б.В. Интегральные микросхемы. Справочник. М. Радио и связь, 1984, с. 372). The storage device 10 can be implemented on the chip K589IR12, which is a multifunctional buffer register (Tarabrin B.V. Integrated circuits. Reference. M. Radio and communications, 1984, S. 372).

Интегратор 11 служит для преобразования разрядных импульсов, формируемых на сопротивлении 5, в постоянное напряжение и суммирования его. Он имеет вход для сброса напряжения в ноль. Интегратор может быть реализован на микросхеме К544УД1А (со сбросом) (Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем, 1985, с. 104), пороговый элемент реализован, например, на компараторах К544САЗ и служит для сравнения напряжения на выходе интегратора с напряжением установки и выдачи в момент их равенства команды на установку счетчика блока управления 13. Блок управления 13 служит для обеспечения синхронной работы элементов устройства. Он может быть выполнен на тактовом генераторе 14 (микросхема К155ЛАЗ), счетчике 16 (микросхема К155ИЕ2), дешифраторе 17 (микросхема К155ИД1). Логический элемент И 18 осуществляет запрет установки счетчика 16 во время обработки информации АЦП и во время установки в ноль пикового детектора с целью предупреждения потери части информации. The integrator 11 is used to convert the discharge pulses generated on the resistance 5, into a constant voltage and summing it. It has an input to reset voltage to zero. The integrator can be implemented on a K544UD1A microcircuit (with reset) (Alekseenko A.G. et al. Use of precision analog microcircuits, 1985, p. 104), a threshold element is implemented, for example, on K544CAZ comparators and is used to compare the voltage at the integrator output with the installation voltage and the issuance at the time of their equality of the command to install the counter of the control unit 13. The control unit 13 is used to ensure synchronous operation of the elements of the device. It can be performed on a clock generator 14 (chip K155LAZ), counter 16 (chip K155IE2), decoder 17 (chip K155ID1). The logic element And 18 prohibits the installation of the counter 16 during processing of the ADC information and during the installation of the peak detector to zero in order to prevent the loss of part of the information.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Блок управления 13 формирует импульсы управления коммутаторами 2 и 3, причем частота следования импульсов на коммутатор 2 f₁, на коммутатор 3 f₂ и f₂= n•f₁, где n=10 (или другое целое число). При наличии электрического поля с секции ac первичного измерительного преобразователя снимается напряжение, пропорциональное изменениям напряженности за интервал времени 10 Δt, а с секции ПИП bc (фиг.1) - напряжение, пропорциональное изменениям напряженности исследуемого поля за интервал времени Δt. Секция ПИП ac, коммутатор 2, разрядное сопротивление 4, усилитель 6, пиковый детектор 7, аналого-цифровой преобразователь 8, сумматор 9, элемент памяти 10 и регистрирующий блок 15 образуют собственно измеритель напряженности электрического поля. Разрядные импульсы, сформированные на сопротивлении 4, несущие информацию об изменении поля за время 10 Δt, усиливаются усилителем 6, преобразуются в постоянное напряжение, затем в цифровой код, поступают в сумматор 10, где суммируются с предыдущими, и сумма фиксируется регистрирующим блоком 15. Очередность работы элементов устройства обеспечивается блоком управления, который через интервал времени Δt после срабатывания коммутатора 2 сигналом со второго выхода элемента 17 производит преобразование напряжения, пропорционального амплитуде разрядного импульса в цифровой код, суммирование его с предыдущей суммой и запоминание результата. По окончании обработки сигнала блок управления также через время Δt сигналом с третьего выхода элемента 17 производит сброс в ноль напряжения на пиковом детекторе, подготавливая его тем самым к приему нового импульса. В это же время с секции ПИП bc при срабатывании коммутатора 3 на сопротивлении 5 формируются импульсы с частотой следования f₂, несущие информацию об изменении поля за время Δt (фиг.2, в). Поскольку напряжение на секции ac, возникшее за время 10 Δt, равно сумме напряжений с секции ПИП bc за интервалы Δt:

то по сумме последних осуществляется контроль за уровнем напряжения на основной секции, входящей в собственно измеритель. Напряжение на выходе интегратора 11, пропорциональное напряжению секции ac, постоянно сравнивается с уставкой (порогом) элемента 12. При достижении порога срабатывания порогового элемента, что имеет место при достижении напряжением на секции ac максимально допустимого значения, при обработке которого гарантируется работа элементов усилительного тракта в линейной зоне характеристик (фиг.2, г), происходит установка счетчика 16 блока управления в такое состояние, при котором прерывается цикл работы распределителя управляющих импульсов 17 (фиг.4, в) и на его первом выходе вне очередности появляется сигнал, вызывающий срабатывание коммутатора 2 (фиг.2, д). При этом происходит сброс в ноль интегратора 11, после чего он вновь начинает "контролировать" напряжение на измерительной секции ac (фиг.2, г). Поскольку соотношение частот f₁ и f₂ выбрано равным десяти, то срабатывание коммутатора 2 при "штатной" работе происходит при каждом десятом срабатывании коммутатора 3, т. е. через 10 Δt (фиг. 2, д). Однако элемент 12, воздействуя на вход установки счетчика 16 и соответственно на дешифратор 17, может вызывать срабатывание коммутатора 2 раньше, например, через 3 3Δt, 4Δt, 5Δt, ... 9Δt. Момент внеочередного срабатывания коммутатора 3 зависит от того, в какой момент времени напряжение на выходе интегратора 11 достигнет значения порога срабатывания элемента 12, а значит, когда и напряжение на измерительной секции ac достигнет максимального значения, при котором обеспечивается линейность характеристик основного канала измерения. Так как напряжение с первичного измерительного преобразователя пропорционально скорости изменения напряженности измеряемого поля, то и интервалы времени между срабатываниями коммутатора 2 пропорциональны интенсивности изменения поля, причем, чем выше значение dE/dt, тем меньше интервалы между срабатыванием коммутатора 2 (фиг.3).The control unit 13 generates control pulses of the switches 2 and 3, and the pulse repetition rate to the switch 2 f ₁ , to the switch 3 f ₂ and f ₂ = n • f ₁ , where n = 10 (or another integer). In the presence of an electric field, a voltage proportional to changes in the voltage for a time interval of 10 Δt is removed from the ac section of the primary measuring transducer, and a voltage proportional to changes in the studied field strength for the time interval Δt is removed from the PIP section bc (Fig. 1). PIP ac section, switch 2, discharge resistance 4, amplifier 6, peak detector 7, analog-to-digital converter 8, adder 9, memory element 10, and recording unit 15 form the actual electric field strength meter. The discharge pulses formed on the resistance 4, carrying information on the change in the field for a time of 10 Δt, are amplified by the amplifier 6, converted to a constant voltage, then into a digital code, fed to the adder 10, where they are summed with the previous ones, and the sum is fixed by the recording unit 15. Priority the operation of the elements of the device is provided by the control unit, which after a time interval Δt after the switch 2 is activated by a signal from the second output of the element 17 converts the voltage proportional to the amplitude of row pulse to a digital code, summing it with the previous sum and storing the result. At the end of the signal processing, the control unit also after a time Δt, the signal from the third output of the element 17 resets the voltage at the peak detector to zero, thereby preparing it to receive a new pulse. At the same time, from the PIP section bc, when the switch 3 is triggered, impulses with a repetition rate f ₂ are generated on the resistance 5, carrying information about the field change over the time Δt (Fig. 2, c). Since the voltage on the ac section, which occurred during 10 Δt, is equal to the sum of the voltages from the PIP section bc for the intervals Δt:

then by the sum of the latter, the voltage level is monitored on the main section, which is part of the meter itself. The voltage at the output of the integrator 11, proportional to the voltage of the ac section, is constantly compared with the setting (threshold) of the element 12. When the threshold of the threshold element is reached, which occurs when the voltage on the ac section reaches the maximum permissible value, during processing of which the operation of the elements of the amplifier path is guaranteed in linear zone of characteristics (figure 2, g), the counter 16 is installed in the control unit in such a state that interrupts the cycle of operation of the distributor of control pulses 17 (figure 4, c) and at its first output, out of sequence, a signal appears that causes the operation of switch 2 (Fig.2, e). When this occurs, the integrator 11 is reset to zero, after which it again begins to "control" the voltage at the measuring section ac (Fig.2, g). Since the ratio of the frequencies f ₁ and f _{2 is} chosen equal to ten, the operation of the switch 2 during the "regular" operation occurs with every tenth operation of the switch 3, that is, after 10 Δt (Fig. 2, d). However, the element 12, acting on the installation input of the counter 16 and, accordingly, on the decoder 17, can trigger the switch 2 earlier, for example, through 3 3Δt, 4Δt, 5Δt, ... 9Δt. The moment of an extraordinary operation of the switch 3 depends on at what point in time the voltage at the output of the integrator 11 reaches the threshold value of the element 12, and therefore, when the voltage at the measuring section ac reaches the maximum value at which the characteristics of the main measurement channel are linear. Since the voltage from the primary measuring transducer is proportional to the rate of change of the measured field intensity, the time intervals between the operations of the switch 2 are proportional to the intensity of the field change, and the higher the dE / dt value, the smaller the intervals between the operation of the switch 2 (Fig. 3).

Как видно из фиг.1 и 2, функцией конденсатора bc, коммутатора 3, сопротивления 5, интегратора 11 и порогового элемента 12 является изменение интервалов времени между срабатываниями коммутатора 2 измерительного канала в зависимости от скорости изменения электрического поля путем воздействия через счетчик 16 на работу распределителя импульсов 17. Механизм этого воздействия следующий. Генератор 14 генерирует импульсы с частотой следования f₂, которые поступают на вход счетчика 16, имеющего коэффициент пересчета, равный 10. Цифровой код с выхода счетчика поступает на вход дешифратора 17, имеющего десять выходов, в результате чего импульсы с частотой f₂/10 по очереди с интервалом времени Δt появляются на выходах дешифратора 17 (фиг.4, а). Если исследуемое электрическое поле медленно меняется во времени, то напряжение на конденсаторе ac измерительного тракта не превышает максимально допустимого и частота срабатывания коммутатора 2 удовлетворяет условию (1), то на десяти выходах дешифратора 17 будут импульсы согласно фиг.4, а. Если же в моменты времени, например, t₁, t₂, t₃ (фиг.4, б) поле изменилось таким образом, что напряжение на конденсаторе ac ПИП достигло максимально допустимого и по цепи конденсатор cb ПИПа, коммутатор 3, сопротивление 5, интегратор 11, пороговый элемент 12 поступил сигнал на вход "Установка" счетчика 16, то диаграммы напряжений на первом, втором и третьем выходах дешифратора будут, как показано на фиг.4, в.As can be seen from Figs. 1 and 2, the function of the capacitor bc, switch 3, resistance 5, integrator 11, and threshold element 12 is to change the time intervals between the responses of the switch 2 of the measuring channel depending on the rate of change of the electric field by acting through the counter 16 on the operation of the distributor pulses 17. The mechanism of this effect is as follows. The generator 14 generates pulses with a repetition frequency f ₂ which are input to a counter 16 having a conversion factor of 10. The digital code output of the counter is input to the decoder 17 having ten outputs, whereby pulses with a frequency of f _2/10 on queues with a time interval Δt appear at the outputs of the decoder 17 (Fig.4, a). If the studied electric field changes slowly over time, then the voltage across the capacitor ac of the measuring path does not exceed the maximum allowable and the response frequency of switch 2 satisfies condition (1), then the ten outputs of the decoder 17 will have pulses according to Fig. 4, a. If at times, for example, t ₁ , t ₂ , t ₃ (Fig. 4, b), the field has changed in such a way that the voltage across the capacitor ac PIP has reached the maximum allowable voltage and across the circuit the capacitor cb of the PIP, switch 3, resistance 5, integrator 11, the threshold element 12 received a signal at the input "Installation" of the counter 16, then the voltage diagrams at the first, second and third outputs of the decoder will be, as shown in figure 4, c.

Наличие дополнительного регулирующего канала делает измеритель напряженности электрического поля адаптируемым к исследуемому полю. В результате этого поле, фрагмент которого приведен на фиг.3, а, будет измерено устройством-прототипом, как показано на фиг.3, б, а заявляемым устройством - как показано на фиг.3, в. Как следует из схемы устройства и видно из фиг.3, при измерениях данным устройством автоматически соблюдается условие (1) и гарантируется работа усилительного тракта в линейной части характеристик в широком диапазоне скорости изменения исследуемого поля dE/dt. Поскольку в течение времени 2 Δt после каждого срабатывания коммутатора 2 идет обработка полученной информации, то во избежание сбоев в работе устройства и возможной потери части информации на это время логический элемент И, включенный к первому и второму выходам дешифратора 17, запрещает сброс счетчика 16, выставляя соответствующий потенциал на втором входе "Установка". Следовательно, интервал между срабатываниями коммутатора 2 может принимать значения 3-10 Δt. Диапазон изменения интервала дискретизации может быть и иным, это определяется первоначально выбранным отношением частот f₁/f₂ n и видом измеряемых полей. Причем для квазистатических полей n может быть меньше, для интенсивно меняющихся и переменных полей - больше.The presence of an additional control channel makes the electric field strength meter adaptable to the field under investigation. As a result of this, the field, a fragment of which is shown in Fig. 3, a, will be measured by the prototype device, as shown in Fig. 3, b, and by the claimed device, as shown in Fig. 3, c. As follows from the device diagram and can be seen from Fig. 3, when measuring with this device, condition (1) is automatically observed and the operation of the amplifier path in the linear part of the characteristics is guaranteed over a wide range of the rate of change of the studied field dE / dt. Since during the time 2 Δt, after each operation of switch 2, the received information is processed, in order to avoid malfunctions of the device and possible loss of part of the information at this time, the logical element And, connected to the first and second outputs of the decoder 17, prohibits resetting the counter 16, setting corresponding potential at the second input "Installation". Therefore, the interval between operations of the switch 2 can take values of 3-10 Δt. The range of variation of the sampling interval may be different, this is determined by the initially selected frequency ratio f ₁ / f ₂ n and the type of measured fields. Moreover, for quasistatic fields, n can be less, for intensely changing and variable fields, more.

Предлагаемое устройство является адаптируемо измерительной системой по частоте дискретизации информационного сигнала. В нем реализованы два канала: основной и вспомогательный. Частота дискретизации информационного сигнала в основном канале является регулируемой величиной, зависящей от скорости изменения исследуемого электрического поля. Она может меняться в пределах от f₁ до f₂ сигналом, формируемым во вспомогательном канале. За счет адаптации частоты дискретизации информационного сигнала к характеру изменения исследуемого электрического поля удалось расширить область применения предлагаемого устройства и повысить точность измерений.The proposed device is an adaptively measuring system for the sampling frequency of the information signal. It implements two channels: primary and secondary. The sampling frequency of the information signal in the main channel is an adjustable value, depending on the rate of change of the investigated electric field. It can vary from f ₁ to f _{2 by a} signal generated in the auxiliary channel. By adapting the sampling rate of the information signal to the nature of the change in the investigated electric field, it was possible to expand the scope of the proposed device and improve the accuracy of measurements.

Частота дискретизации информационного сигнала в устройстве-прототипе является фиксированной величиной, например f₁, и таким устройством можно производить измерения электрических полей, верхняя граница частотного спектра напряженности которых меньше F_b1, равной f₁/2.The sampling frequency of the information signal in the prototype device is a fixed value, for example f ₁ , and such a device can measure electric fields, the upper limit of the frequency spectrum of the intensity of which is less than F _b1 equal to f _1/2 .

В предлагаемом устройстве, как указывалось выше, частота дискретизации информационного сигнала может принимать значение в пределах от f₁ до f₂, где f₂=n•f₁. Следовательно, таким устройством можно проводить измерения электрических полей, верхняя граница частотного спектра напряженности которых меньше F_b2, равной f₂/2, причем

. Тем самым диапазон исследуемых электрических полей по частоте или скорости изменения напряженности при использовании предлагаемого устройства может быть расширен в n раз по сравнению с диапазоном электрических полей, исследуемых с помощью устройства-прототипа.In the proposed device, as mentioned above, the sampling frequency of the information signal can take a value in the range from f ₁ to f ₂ , where f ₂ = n • f ₁ . Consequently, such a device can carry out measurements of electrical fields, the upper limit of the frequency spectrum which is less than the tension F _b2, equal to f _2/2, wherein

. Thus, the range of the studied electric fields in frequency or rate of change in intensity when using the proposed device can be expanded n times compared with the range of electric fields studied using the prototype device.

Claims (2)

1. Устройство для измерения напряженности электрических полей, содержащее первичный измерительный преобразователь, включающий две параллельные металлические пластины, подключенные через первый управляемый ключ к параллельно соединенным разрядному сопротивлению и входу усилителя, выход которого через последовательно соединенные пиковый детектор, сумматор и запоминающий блок, выход которого соединен с вторым входом сумматора, подключен к регистратору, а также блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, второй выход с управляющим входом запоминающего блока, а третий выход с входом "сброс" пикового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области применения, в него введены второй управляемый ключ, второе разрядное сопротивление, последовательно соединенные интегратор и пороговый элемент, элемент И, а в первичный измерительный преобразователь - третья параллельная пластина, которая через второй управляемый ключ подключена к второму разрядному сопротивлению, которое подключено параллельно входу интегратора, первый выход блока управления соединен с входом "сброс" интегратора, второй и третий выходы блока управления, соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с первым входом блока управления, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом второго управляемого ключа, а выход порогового элемента соединен с вторым входом блока управления. 1. Device for measuring the intensity of electric fields, containing a primary measuring transducer, including two parallel metal plates connected through a first controlled key to a parallel-connected discharge resistance and the input of the amplifier, the output of which is through a series-connected peak detector, adder and storage unit, the output of which is connected with the second input of the adder, connected to the registrar, as well as a control unit, the first output of which is connected to the control input of the first th controlled key, the second output with the control input of the storage unit, and the third output with the input "reset" of the peak detector, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy and expand the scope, a second controlled key, the second bit resistance, is introduced into it connected integrator and threshold element, element And, and in the primary measuring transducer - the third parallel plate, which is connected through the second controlled key to the second discharge resistance, which is connected parallel to the integrator input, the first output of the control unit is connected to the integrator reset input, the second and third outputs of the control unit, respectively, with the first and second inputs of the And element, the output of which is connected to the first input of the control unit, the fourth output of the control unit is connected to the control input the second managed key, and the output of the threshold element is connected to the second input of the control unit. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения области применения, блок управления выполнен в виде последовательно соединенных тактового генератора, счетчика и дешифратора, причем входы установки счетчика являются двумя входами блока управления, а три первых выхода дешифратора и выход тактового генератора его соответствующими выходами. 2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements and expand the scope, the control unit is made in the form of a series-connected clock generator, counter and decoder, and the inputs of the counter are two inputs of the control unit, and the first three the output of the decoder and the output of the clock generator with its corresponding outputs.

Images