RU207464U1 - DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR Download PDF

Info

Publication number
RU207464U1
RU207464U1 RU2021111582U RU2021111582U RU207464U1 RU 207464 U1 RU207464 U1 RU 207464U1 RU 2021111582 U RU2021111582 U RU 2021111582U RU 2021111582 U RU2021111582 U RU 2021111582U RU 207464 U1 RU207464 U1 RU 207464U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adder
sensor
sensitive elements
inputs
output
Prior art date
Application number
RU2021111582U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Бирюков
Людмила Владимировна Тюкина
Наталья Геннадьевна Эйсмонт
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ)
Priority to RU2021111582U priority Critical patent/RU207464U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU207464U1 publication Critical patent/RU207464U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/12—Measuring electrostatic fields or voltage-potential

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения напряженности электрического поля с повышенной точностью. Техническим результатом является повышение точности измерения напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне измерения. Предложено устройство для измерения напряженности электрического поля с двойным датчиком, содержащее сферический датчик с электропроводящими чувствительными элементами в форме сферических сегментов с угловыми размерами θ0≤45°, попарно и симметрично расположенных относительно поверхности датчика на координатных осях, проходящих через центр электропроводящего сферического корпуса, при этом чувствительные элементы и корпус датчика изолированы друг от друга, дифференциальные преобразователи выходных сигналов датчика, первые входы которых соединены с первыми чувствительными элементами соответствующей пары элементов, а вторые входы – со вторыми чувствительными элементами этой же пары, а выходы дифференциальных преобразователей соединены с соответствующими входами сумматора, измерительный прибор, согласно заявленному техническому решению в устройстве две пары чувствительных элементов датчика расположены на одной координатной оси, введен второй сумматор с двумя входами, а два дифференциальных преобразователя и первый сумматор с двумя входами, причем первый вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора и выходом первого дифференциального преобразователя, а второй вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, при этом выход второго сумматора подключен к измерительному прибору, при этом вторая пара чувствительных элементов выполняется в форме сферического слоя с внутренним и внешним угловыми размерами, соответственно выбираемыми из условий θ01≥45° и θ02≤90°. 3 ил.The utility model relates to the field of measuring technology and can be used to measure the electric field strength with increased accuracy. The technical result is to improve the accuracy of measuring the electric field strength in a wide spatial measurement range. A device for measuring the electric field strength with a double sensor is proposed, containing a spherical sensor with electrically conductive sensitive elements in the form of spherical segments with angular dimensions θ0≤45 °, in pairs and symmetrically located relative to the sensor surface on coordinate axes passing through the center of the electrically conductive spherical body, while the sensitive elements and the sensor body are isolated from each other, differential converters of the sensor output signals, the first inputs of which are connected to the first sensitive elements of the corresponding pair of elements, and the second inputs to the second sensitive elements of the same pair, and the outputs of the differential converters are connected to the corresponding inputs of the adder, measuring device, according to the claimed technical solution in the device, two pairs of sensor sensitive elements are located on one coordinate axis, a second adder with two inputs is introduced, and two differential converter and the first adder with two inputs, and the first input of the second adder is connected to the first input of the first adder and the output of the first differential converter, and the second input of the second adder is connected to the output of the first adder, while the output of the second adder is connected to the measuring device, while the second pair Sensitive elements are made in the form of a spherical layer with internal and external angular dimensions, respectively selected from the conditions θ01≥45 ° and θ02≤90 °. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения напряженности электрического поля в широком пространственном диапазоне с повышенной точностью. The utility model relates to the field of measuring technology and can be used to measure the electric field strength in a wide spatial range with increased accuracy.

Известен датчик для измерения составляющих электрического поля [Мисакян М., Коттер Ф.Р., Калер Р.Л. Миниатюрный датчик электрического поля // Приборы для научных исследований. – 1978. -№7.–С.52-55], содержащий однокоординатный дифференциальный датчик с одной парой одинаковых электропроводящих чувствительных элементов в форме полусфер, диаметрально расположенных на одной координатной оси, с началом координат, совмещенным с центром корпуса датчика, дифференциальный преобразователь выходного сигнала датчика, первый вход которого соединен с первым чувствительным элементом, а второй вход – со вторым чувствительным элементом датчика, а его выход соединен с измерительным прибором, при этом датчик ориентирован так, чтобы вектор напряженности электрического поля совпадал с направлением координатной оси датчика.A known sensor for measuring the components of the electric field [Misakyan M., Cotter FR, Kaler R.L. Miniature electric field sensor // Instruments for scientific research. - 1978. -№7.-С.52-55], containing a one-dimensional differential sensor with one pair of identical electrically conductive sensitive elements in the form of hemispheres, diametrically located on one coordinate axis, with the origin aligned with the center of the sensor body, a differential output transducer sensor signal, the first input of which is connected to the first sensitive element, and the second input to the second sensitive element of the sensor, and its output is connected to the measuring device, while the sensor is oriented so that the electric field strength vector coincides with the direction of the coordinate axis of the sensor.

Достоинством датчика является то, что он выполняется двойным, так как по каждой координатной оси датчика расположены диаметрально противоположные пары электропроводящих чувствительных элементов. А о составляющих вектора напряженности электрического поля судят по величине разности зарядов между противоположными парами чувствительных элементов. Использование датчика в дифференциальном включении приводит к повышению точности измерений, за счет уменьшения синфазных составляющих, т.е. внешних электрических помех.The advantage of the sensor is that it is double, since diametrically opposite pairs of electrically conductive sensitive elements are located along each coordinate axis of the sensor. And the components of the electric field strength vector are judged by the magnitude of the charge difference between opposite pairs of sensitive elements. The use of a sensor in a differential connection leads to an increase in the measurement accuracy by reducing the in-phase components, i.e. external electrical interference.

Недостатком датчика является то, что датчик с измерительными электродами в форме полусфер, угловой размер которых θ0=90° в неоднородном поле имеет отрицательную погрешность. В результате значение напряженности электрического поля будут занижено. The disadvantage of the sensor is that the sensor with measuring electrodes in the form of hemispheres, the angular size of which θ 0 = 90 ° in an inhomogeneous field has a negative error. As a result, the value of the electric field strength will be underestimated.

Известно также устройство, реализованное в способе измерения напряженности электрического поля [Патент RU № 2388003, МКИ G01 R 29/12, G01 R 29/08], содержащее сферический датчик с тремя парами электропроводящих чувствительных элементов, попарно и симметрично расположенных относительно поверхности датчика на его координатных осях, проходящих через центр электропроводящего сферического корпуса, при этом чувствительные элементы и корпус датчика изолированы друг от друга, три дифференциальных преобразователя выходных сигналов датчика, первые входы которых соединены с первыми чувствительными элементами соответствующей пары элементов, а вторые входы – со вторыми чувствительными элементами этой же пары, а выходы дифференциальных преобразователей соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого подключен к измерительному прибору. It is also known a device implemented in a method for measuring the strength of an electric field [Patent RU No. 2388003, MKI G01 R 29/12, G01 R 29/08], containing a spherical sensor with three pairs of electrically conductive sensitive elements, in pairs and symmetrically located relative to the surface of the sensor on its coordinate axes passing through the center of the electrically conductive spherical body, while the sensitive elements and the sensor body are isolated from each other, three differential converters of the sensor output signals, the first inputs of which are connected to the first sensitive elements of the corresponding pair of elements, and the second inputs - to the second sensitive elements of this the same pairs, and the outputs of the differential converters are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which is connected to the measuring device.

Датчик выполнен двойным и обладает теми же достоинствами, что и датчик аналога.The sensor is made double and has the same advantages as the analog sensor.

Недостатком прототипа является то, что его чувствительные элементы выполнены в форме сферических сегментов с угловыми размерами θ0≤45° и являются частью полусферы, имеющей угловой размер θ0=90°. Ограничение угловых размеров сферических сегментов вызвано исключением их наложения друг на друга. Датчик с чувствительными элементами в форме сферических сегментов и угловыми размерами θ0≤45° в неоднородном поле имеет положительную погрешность. В результате значение напряженности электрического поля будут завышено.The disadvantage of the prototype is that its sensitive elements are made in the form of spherical segments with angular dimensions θ 0 ≤45 ° and are part of a hemisphere having an angular size θ 0 = 90 °. The limitation of the angular dimensions of the spherical segments is caused by the exclusion of their overlap. A sensor with sensitive elements in the form of spherical segments and angular dimensions θ 0 ≤45 ° in an inhomogeneous field has a positive error. As a result, the value of the electric field strength will be overestimated.

Общим недостатком известных датчиков является низкая точность при измерении неоднородных электрических полей и ограниченный пространственный диапазон измерения до источника поля – несколько линейных размеров датчика.A common disadvantage of the known sensors is low accuracy when measuring inhomogeneous electric fields and a limited spatial range of measurement to the field source - several linear dimensions of the sensor.

Задачей полезной модели является повышение точности измерения напряженности неоднородных электрических полей, расширение пространственного диапазона измерения неоднородных электрических полей и функциональных возможностей. The task of the utility model is to improve the accuracy of measuring the strength of inhomogeneous electric fields, expand the spatial range of measurement of inhomogeneous electric fields and functionality.

Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве для измерения напряженности электрического поля, содержащем сферический датчик с электропроводящими чувствительными элементами в форме сферических сегментов с угловыми размерами θ0≤45°, попарно и симметрично расположенных относительно поверхности датчика на координатных осях, проходящих через центр электропроводящего сферического корпуса, при этом чувствительные элементы и корпус датчика изолированы друг от друга, дифференциальные преобразователи выходных сигналов датчика, первые входы которых соединены с первыми чувствительными элементами соответствующей пары элементов, а вторые входы – со вторыми чувствительными элементами этой же пары, а выходы дифференциальных преобразователей соединены с соответствующими входами сумматора, измерительный прибор, согласно заявленному техническому решению в устройстве две пары чувствительных элементов датчика расположены на одной координатной оси, введен второй сумматор с двумя входами, а два дифференциальных преобразователя и первый сумматор с двумя входами, причем первый вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора и выходом первого дифференциального преобразователя, а второй вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, при этом выход второго сумматора подключен к измерительному прибору, при этом вторая пара чувствительных элементов выполняется в форме сферического слоя с внутренним и внешним угловыми размерами, соответственно выбираемыми из условий θ01≥45° и θ02≤90°.This task is achieved by the fact that in the known device for measuring the electric field strength, containing a spherical sensor with electrically conductive sensitive elements in the form of spherical segments with angular dimensions θ 0 ≤45 °, pairwise and symmetrically located relative to the sensor surface on coordinate axes passing through the center of the electrically conductive spherical housing, while the sensitive elements and the sensor housing are isolated from each other, differential converters of the sensor output signals, the first inputs of which are connected to the first sensitive elements of the corresponding pair of elements, and the second inputs are connected to the second sensitive elements of the same pair, and the outputs of the differential converters are connected with the corresponding inputs of the adder, the measuring device, according to the declared technical solution in the device, two pairs of sensor elements are located on one coordinate axis, a second adder with two inputs is introduced, and two differential converters and a first adder with two inputs, where the first input of the second adder is connected to the first input of the first adder and the output of the first differential converter, and the second input of the second adder is connected to the output of the first adder, while the output of the second adder is connected to the measuring device, while the second pair of sensitive elements is made in the form of a spherical layer with internal and external angular dimensions, respectively selected from the conditions θ 01 ≥45 ° and θ 02 ≤90 °.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен датчик, представляющий собой сдвоенный двойной однокоординатный датчик и структурная схема устройства для измерения напряженности электрического поля; на фиг.2 показаны чувствительные элементы 2-3 и 4-5, выполненные в форме сферического сегмента (фиг.2,а) и в форме сферического слоя (фиг.2,б), а на фиг.3 представлены графики погрешностей от неоднородности электрического поля для устройств, реализуемых аналогом и прототипом в зависимости от пространственного диапазона измерения a=R/d (R - радиус корпуса 1датчика , d - расстояние от центра корпуса 1 датчика до источника поля) при угловых размерах θ0=45° для чувствительных элементов 2-3 и θ0=90° - для составных чувствительных элементов 2, 4 - 3, 5 и график той же погрешности заявляемого устройства.The proposed utility model is illustrated by a drawing, where figure 1 shows a sensor, which is a dual double single-axis sensor and a block diagram of a device for measuring the electric field strength; Fig. 2 shows sensitive elements 2-3 and 4-5, made in the form of a spherical segment (Fig. 2, a) and in the form of a spherical layer (Fig. 2, b), and Fig. 3 shows graphs of errors from inhomogeneity electric field for devices implemented by an analogue and a prototype, depending on the spatial measurement range a = R / d (R is the radius of the sensor housing 1, d is the distance from the center of the sensor housing 1 to the field source) with angular dimensions θ 0 = 45 ° for sensitive elements 2-3 and θ 0 = 90 ° - for composite sensitive elements 2, 4 - 3, 5 and a graph of the same error of the claimed device.

Устройство для измерения напряженности электрического поля со сдвоенным датчиком содержит сдвоенный датчик, состоящий из электропроводящего сферического корпуса 1 с расположенными на его поверхности на одной координатной оси двумя парами чувствительных элементов 2-3, входящих в первый датчик и 2,4-3,5, входящих во второй датчик, дифференциальные преобразователи 6-7, сумматоры 8 и 9, измерительный прибор 10. Чувствительные элементы 2-3 и 4-5 соответственно подключены к входам первого и второго дифференциальных преобразователей 6-7, выходы первого дифференциального преобразователя 6 соединены с первыми входами первого 8 и второго 9 сумматора, а выход второго дифференциального преобразователя 7 соединен со вторым входом первого сумматора 8, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 9. Выход сумматора 9 соединен с измерительным прибором 10, отградуированным в единицах напряженности электрического поля, а электропроводящий сферический корпус 1может быть соединен с общей шиной устройства 11.A device for measuring the electric field strength with a dual sensor contains a dual sensor consisting of an electrically conductive spherical body 1 with two pairs of sensing elements 2-3 located on its surface on one coordinate axis, included in the first sensor and 2.4-3.5 included into the second sensor, differential converters 6-7, adders 8 and 9, measuring device 10. Sensing elements 2-3 and 4-5 are respectively connected to the inputs of the first and second differential converters 6-7, the outputs of the first differential converter 6 are connected to the first inputs of the first 8 and second 9 adders, and the output of the second differential converter 7 is connected to the second input of the first adder 8, the output of which is connected to the second input of the second adder 9. The output of the adder 9 is connected to the measuring device 10, calibrated in units of the electric field strength, and the electrically conductive spherical housing 1 can be connected to common busbars th device 11.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Датчик помещают в исследуемое электрическое поле и ориентируют его до получения максимального показания на измерительном приборе 10. В этом случае координатная ось датчика будет сориентирована по направлению поля. Под действием электрического поля на чувствительных элементах 2-3 и 4-5 первого и второго датчика, входящих в сдвоенный датчик индуцируются электрические заряды. С помощью дифференциальных преобразователей 6 и 7 электрические заряды с каждой пары чувствительных элементов первого и второго датчика преобразуются в напряжения

Figure 00000001
и
Figure 00000002
 (где k1 и k2 – коэффициенты преобразования первого и второго дифференциального преобразователя;
Figure 00000003
 и
Figure 00000004
 - разность зарядов с чувствительных элементов 2, 3 и 4, 5 соответственно) и суммируются сумматором 8, на выходе которого формируется напряжение
Figure 00000005
(где k3 – коэффициент суммирования сумматора 8;
Figure 00000006
 - разность зарядов между составными чувствительными элементами 2, 4 и 3, 5). Напряжения U1 и U3 пропорциональны разности зарядов с каждой пары чувствительных элементов 2-3 и 2,4-3,5, которые в свою очередь пропорциональны E1 и E2 напряженности измеряемого электрического поля E. Предварительно при градуировке устройства в однородном электрическом поле регулировкой коэффициента суммирования k3 при одной и той же напряженности E добиваются выполнения условия U1=U3. При выполнении этого условия E1=E2=Е. Далее напряжения U1 и U3 суммируются сумматором 9 и суммарное напряжение U=U1+U3 измеряется измерительным прибором 10, отградуированным в единицах напряженности электрического поля. При градуировке получают значение напряженности электрического поля
Figure 00000007
.The sensor is placed in the investigated electric field and oriented to obtain the maximum reading on the measuring device 10. In this case, the coordinate axis of the sensor will be oriented in the direction of the field. Under the action of an electric field, electric charges are induced on the sensing elements 2-3 and 4-5 of the first and second sensors included in the dual sensor. Using differential converters 6 and 7, electric charges from each pair of sensitive elements of the first and second sensors are converted into voltages
Figure 00000001
 and
Figure 00000002
 (where k 1 and k 2 are the conversion factors of the first and second differential transducer;
Figure 00000003
 and
Figure 00000004
 - the difference in charges from the sensitive elements 2, 3 and 4, 5, respectively) and are summed by the adder 8, at the output of which a voltage is generated
Figure 00000005
 (where k 3 is the summation coefficient of the adder 8;
Figure 00000006
 - the difference in charges between the composite sensitive elements 2, 4 and 3, 5). The voltages U 1 and U 3 are proportional to the difference in charges from each pair of sensing elements 2-3 and 2.4-3.5, which in turn are proportional to E 1 and E 2 of the strength of the measured electric field E. Preliminary when calibrating the device in a uniform electric field by adjusting the summation coefficient k 3 at the same intensity E, the condition U 1 = U 3 is achieved. When this condition is met, E 1 = E 2 = E. Further, the voltages U 1 and U 3 are summed up by the adder 9 and the total voltage U = U 1 + U 3 is measured by the measuring device 10, calibrated in units of the electric field strength. When calibrating, the value of the electric field strength is obtained
Figure 00000007
 ...

Устройство имеет повышенную точность измерения неоднородных электрических полей. Повышение точности измерения напряженности реальных неоднородных электрических полей достигается тем, что в неоднородном поле измеренные значения напряженности электрического поля Е1 и Е2 содержат противоположные по знаку относительные погрешности от неоднородности поля, соответственно равные

Figure 00000008
и
Figure 00000009
. The device has an increased accuracy in measuring inhomogeneous electric fields. An increase in the accuracy of measuring the strength of real inhomogeneous electric fields is achieved by the fact that in an inhomogeneous field the measured values of the electric field strength E 1 and E 2 contain opposite in sign relative errors from the field inhomogeneity, respectively equal
Figure 00000008
 and
Figure 00000009
 ...

С учетом погрешностей, можно записатьTaking into account the errors, you can write

Figure 00000010
и
Figure 00000011
,
Figure 00000010
 and
Figure 00000011
 ,

где Е – напряженность исходного электрического поля. where E is the strength of the initial electric field.

На выходе измерительного прибора получается значениеThe output of the measuring device is the value

Figure 00000012
,
Figure 00000012
 ,

где N - показание измерительного прибора; k – коэффициент пропорциональности, при градуировке k=1,

Figure 00000013
- погрешность измерения, вызванная неоднородностью поля.where N is the reading of the measuring device; k - coefficient of proportionality, with calibration k = 1,
Figure 00000013
 - measurement error caused by field inhomogeneity.

Таким образом, получаем значения напряженности электрического поля с погрешностью δ в два раза меньшей, чем разность модулей погрешностей δ1 и δ2.Thus, we obtain the values of the electric field strength with an error δ that is two times less than the difference between the error moduli δ 1 and δ 2 .

Уменьшение погрешности подтверждает фиг. 3, где в качестве примеров приведены графики погрешности от неоднородности электрического поля точечного заряда в зависимости от относительного расстояния a=R/d (где R – радиус сферического основания датчика, d – расстояние от центра датчика до источника поля) для аналога δ1, прототипа δ2 и заявляемого устройства δ. The decrease in the error is confirmed by FIG. 3, where, as examples, the graphs of the error from the inhomogeneity of the electric field of a point charge are given depending on the relative distance a = R / d (where R is the radius of the spherical base of the sensor, d is the distance from the center of the sensor to the field source) for an analog δ 1 , prototype δ 2 and the claimed device δ.

В основе построения графиков погрешностей δ1, δ2 и δ лежит известное выражение для расчета погрешности от неоднородности поля датчиков сферической формы [Бирюков С.В. Расчет и измерение напряженности электрического поля в электроустановках сверх – и ультравысокого напряжения /С.В. Бирюков, Ф.Г. Кайданов, Р.А. Кац, Е.С. Колечинский, В.Я. Ложников, Н.С. Смекалова, М.Д. Столяров //Влияние электроустановок высокого напряжения на окружающую среду: Переводы докладов Международной конференции по большим электрическим системам (СИГРЭ-86) (Энергетика за рубежом) / Под ред. Ю.П. Шкарина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – С. 6-13].The plotting of the error graphs δ 1 , δ 2 and δ is based on the well-known expression for calculating the error from the field inhomogeneity of spherical sensors [Biryukov S.V. Calculation and measurement of the electric field strength in electrical installations of over- and ultra-high voltage / S.V. Biryukov, F.G. Kaidanov, R.A. Katz, E.S. Kolechinsky, V. Ya. Lozhnikov, N.S. Smekalova, M.D. Stolyarov // Impact of high voltage electrical installations on the environment: Translations of reports of the International Conference on Large Electrical Systems (CIGRE-86) (Energy Abroad) / Ed. Yu.P. Shkarin. - M .: Energoatomizdat, 1988. - S. 6-13].

Figure 00000014
,
Figure 00000014
 ,

где а=R/d - пространственного диапазона измерения, R – радиус сферического основания датчика, d – расстояние от центра сферического основания датчика до источника поля, θ0 - угловой размер чувствительного элемента датчика.where a = R / d is the spatial measurement range, R is the radius of the spherical base of the sensor, d is the distance from the center of the spherical base of the sensor to the field source, θ 0 is the angular size of the sensor's sensitive element.

Из графиков фиг. 3 следует, что предложенное устройство позволяет не только значительно снизить погрешность измерения неоднородных электрических полей (см. график для заявляемого устройства), но и расширить пространственный диапазон измерения. График погрешности для заявляемого устройства показывает, что погрешность измерения датчика устройства не более +5% на расстояниях от источника поля, соизмеримым с радиусом корпуса датчика, т.е. при полном пространственном диапазоне измерения 0≤a≤1 (d=R). В то время как для аналога и прототипа при той же погрешности пространственные диапазоны измерения соответственно равны 0≤a≤0.24 (d≈4R) и 0≤a≤0.3 (d≈3R).From the graphs in FIG. 3 it follows that the proposed device allows not only to significantly reduce the measurement error of inhomogeneous electric fields (see the graph for the inventive device), but also to expand the spatial measurement range. The error graph for the claimed device shows that the measurement error of the device sensor is not more than + 5% at distances from the field source, commensurate with the radius of the sensor body, i.e. with full spatial measurement range 0≤a≤1 (d = R). While for the analogue and the prototype with the same error, the spatial measurement ranges are respectively equal to 0≤a≤0.24 (d≈4R) and 0≤a≤0.3 (d≈3R).

Предлагаемый датчик напряженности состоит из двух независимых двойных датчиков, объединенных одним конструктивным решением, и представляет собой сдвоенный датчик. Эта особенность датчика позволяет расширить его функциональные возможности. Например, можно использовать каждый из датчиков раздельно или одновременно. Одновременное использование сдвоенного датчика рассмотрено на примере построения устройства для измерения напряженности электрического поля.The proposed tension sensor consists of two independent double sensors, united by one design solution, and is a double sensor. This feature of the sensor allows you to expand its functionality. For example, you can use each of the sensors separately or simultaneously. The simultaneous use of a dual sensor is considered on the example of constructing a device for measuring the electric field strength.

Таким образом, использование устройства измерения напряженности электрического поля со сдвоенным датчиком позволяет добиться значительного повышения точности измерения напряженности неоднородных электрических полей в широком пространственном диапазоне измерений по сравнению с известными устройствами и расширить функциональные возможности самого сдвоенного датчика.Thus, the use of a device for measuring the strength of an electric field with a dual sensor makes it possible to achieve a significant increase in the accuracy of measuring the strength of inhomogeneous electric fields in a wide spatial measurement range in comparison with known devices and to expand the functionality of the dual sensor itself.

Claims (1)

Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее сферический датчик с электропроводящими чувствительными элементами в форме сферических сегментов с угловыми размерами θ01≤45°, попарно и симметрично расположенных относительно поверхности датчика на координатных осях, проходящих через центр электропроводящего сферического корпуса, при этом чувствительные элементы и корпус датчика изолированы друг от друга, первые чувствительные элементы соответствующей пары элементов выполнены с возможностью соединения с первыми входами дифференциальных преобразователей выходных сигналов датчика, а вторые чувствительные элементы этой же пары выполнены с возможностью соединения со вторыми входами дифференциальных преобразователей выходных сигналов датчика, причем первый вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора и выходом первого дифференциального преобразователя, а второй вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго дифференциального преобразователя, при этом выход второго сумматора подключен к измерительному прибору, отличающееся тем, что в устройстве две пары чувствительных элементов датчика расположены на одной координатной оси, введен второй сумматор с двумя входами, а два дифференциальных преобразователя и первый сумматор с двумя входами, причем первый вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора и выходом первого дифференциального преобразователя, а второй вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, при этом вторая пара чувствительных элементов выполняется в форме сферического слоя с внутренним и внешним угловыми размерами, соответственно выбираемыми из условий θ01≥45° и θ02≤90°.A device for measuring the strength of an electric field, containing a spherical sensor with electrically conductive sensitive elements in the form of spherical segments with angular dimensions θ 01 ≤45 °, in pairs and symmetrically located relative to the surface of the sensor on the coordinate axes passing through the center of the electrically conductive spherical body, while the sensitive elements and the sensor body is isolated from each other, the first sensitive elements of the corresponding pair of elements are made with the possibility of connection with the first inputs of differential converters of the sensor output signals, and the second sensitive elements of the same pair are made with the possibility of connection with the second inputs of the differential converters of the sensor output signals, the first input of the second adder is connected to the first input of the first adder and the output of the first differential converter, and the second input of the second adder is connected to the output of the first adder, the second input of which is connected not with the output of the second differential converter, while the output of the second adder is connected to a measuring device, characterized in that the device has two pairs of sensor sensors located on the same coordinate axis, a second adder with two inputs is introduced, and two differential converters and the first adder with two inputs, and the first input of the second adder is connected to the first input of the first adder and the output of the first differential converter, and the second input of the second adder is connected to the output of the first adder, while the second pair of sensitive elements is made in the form of a spherical layer with internal and external angular dimensions, respectively selected from the conditions θ 01 ≥45 ° and θ 02 ≤90 °.
RU2021111582U 2021-04-23 2021-04-23 DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR RU207464U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111582U RU207464U1 (en) 2021-04-23 2021-04-23 DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111582U RU207464U1 (en) 2021-04-23 2021-04-23 DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU207464U1 true RU207464U1 (en) 2021-10-28

Family

ID=78467018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021111582U RU207464U1 (en) 2021-04-23 2021-04-23 DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU207464U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210427U1 (en) * 2022-01-24 2022-04-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Double sensor for measuring electric field strength with clamp-on sensing elements
RU2773868C1 (en) * 2021-07-09 2022-06-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for measuring the electric field strength with a dual sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU24567U1 (en) * 2002-01-11 2002-08-10 Омский государственный технический университет DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION
CN101435846A (en) * 2008-12-05 2009-05-20 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 Portable high voltage electric shock-proof detection alarming device
RU2388003C1 (en) * 2008-09-02 2010-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Method for electric field intensity measurement
CN106841832B (en) * 2017-01-25 2019-09-24 南京林业大学 Novel static electric field pickup probe and design method based on Meta Materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU24567U1 (en) * 2002-01-11 2002-08-10 Омский государственный технический университет DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD TENSION
RU2388003C1 (en) * 2008-09-02 2010-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Method for electric field intensity measurement
CN101435846A (en) * 2008-12-05 2009-05-20 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 Portable high voltage electric shock-proof detection alarming device
CN106841832B (en) * 2017-01-25 2019-09-24 南京林业大学 Novel static electric field pickup probe and design method based on Meta Materials

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773868C1 (en) * 2021-07-09 2022-06-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for measuring the electric field strength with a dual sensor
RU2776097C1 (en) * 2021-07-14 2022-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for measuring the electric field intensity using a dual-type sensor
RU210427U1 (en) * 2022-01-24 2022-04-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Double sensor for measuring electric field strength with clamp-on sensing elements
RU211936U1 (en) * 2022-02-02 2022-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет" (СибАДИ) Double sensor for measuring electric field strength with separate sensing elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3184955B1 (en) Single-chip off-axis magnetoresistive z-x angle sensor and measuring instrument
RU207464U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR
RU207465U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC FIELD VOLTAGE WITH DUAL SENSOR
CN203480009U (en) Single-chip Z-axis linear magneto-resistor sensor
JP7364291B2 (en) Magnetoresistive sound wave sensor with high sensitivity and its array device
RU2509320C1 (en) Digital composite vector receiver with synthesised channels
RU210806U1 (en) Dual sensor for measuring electric field strength with multiple sensing elements
RU210427U1 (en) Double sensor for measuring electric field strength with clamp-on sensing elements
US9851419B2 (en) Hall sensor
RU211166U1 (en) Dual sensor for measuring electric field strength
RU211936U1 (en) Double sensor for measuring electric field strength with separate sensing elements
CN116736199A (en) Space static magnetic field distribution measurement system and method
RU2768200C1 (en) Double sensor of electric field strength vector components
RU2807952C1 (en) Single-coordinate spherical electric field strength sensor
Liu et al. The state-of-art and prospect of contactless torque measurement methods
RU214868U1 (en) Electric field strength sensor with sensing elements in the form of a spherical rectangle
RU2814188C1 (en) Dual-type electric field intensity sensor
RU215001U1 (en) Electric field strength sensor with sensitive elements in the form of a spherical bicagon
RU2799666C1 (en) Method for measuring the electric field strength by one component
RU2799972C1 (en) Method for measuring the electric field strength by the equality of two components
RU214867U1 (en) Electric field strength sensor with sensing elements in the form of a spherical square
RU170862U1 (en) SENSITIVE SENSOR OF A SHOCK SENSOR
RU169304U1 (en) ELECTROSTATIC FIELD TENSION CONTROL DEVICE
RU2749335C1 (en) Method for measuring electric field strength
RU21308U1 (en) ELECTRIC FIELD PARAMETERS