Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля

Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсных электромагнитных полей внутри неоднородных металлических экранов. Цель изобретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии внутренних электрических полей апериодических электромагнитных импульсов. Это достигается использованием однородной двухэлектродной линии с поперечным размером A, определяющимся из соотношения A = 1,25<SP POS="POST">.</SP>C<SP POS="POST">.</SP>Τ<SB POS="POST">ф</SB>, где C - скорость распространения электромагнитной волны в среде, окружающей линию

Τ<SB POS="POST">ф</SB> - длительность фронта апериодического электромагнитного импульса, и симметричным расположением между электродами линии и датчиком двух проводящих пластин, параллельных векторам электрического и магнитного полей и имеющих одинаковые размеры и геометрическую форму, совпадающую с формой отверстия в исследуемом экране. Устройство содержит конденсаторный накопитель 1, коммутатор 2, резисторы 3 и 4, электроды 5 и 6, калибруемый датчик 7, проводящие пластины 8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) С 01 R 33/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР

1 (61) 875314 (21) 4364038/24-21 (22) 15.01;88 (46) 30.11.89. Бюл. У 44 (71) Уарьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.Е.Выволокин, В.П.Даценко, В.В.Князев и Г.ф.Нескородов (53) 621.3 17.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 875314, кл. G 01 R 33/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИ"

К0В ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсных электромагнитных полей внутри неоднородных металлических экранов. Цель изобретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии

2 внутренних электрических полей апериодических электромагнитных импульсов.

Это достигается использованием однородной двухэлектродной линии с поперечным размером а, определяющимся из соотношения а 1 25 С ъ,, где С - скорость распространения электромагнитной волны в среде, окружающей линию; Рдлительность фронта апериодического электромагнитного импульса, и симметричным расположением между электродами линии и датчиком двух проводящих пла" стин, параллельных векторам электрического и магнитного полей и имеющих одинаковые размеры и геометрическую форму, совпадающую с формой отверстия в исследуемом экране. Устройство содержит конденсаторный накопитель 1, коммутатор 2, резисторы 3 и 4, электроды 5 и 6, калибруемый датчик 7., проводящие пластины 8. 1 ил.

1 3 1 52@$4

Изобретение относится к измерительн и технике, а именно к устройствам д я калибровки датчиков, предназначеннь х для измерения импульсных полей в утри неоднородных металлических э ранов.

Цель изобретения - повышение точнс сти калибровки и уменьшение потерь э ергии внутренних электрических пол и апериодических электромагнитных и пульсов.

На чертеже изображено предлагаемое у тройство..

Поставленная цель достигается след ющими признаками: поперечный размер а однородной двухэлектродной линии с язан с длительностью фронта В а ериодического электромагнитного ими льса следующим соотношением .а = —,25 С, где С вЂ” скорость распрост< Э р нения электромагнитной волны в данн и среде; между электродами линии и датчиком симметрично расположены д е проводящие пластины, например мед-25 н е; расположены они так, что векторы э ектрического и магнитного полей и раллельны к плоскости пластин; и астины имеют одинаковые размеры и геометрическую форму; форма пластин с впадает с формой отверстий в исследуемых экранах.

Выбор параметра а, т.е. расстояния ежду элементами линии сделан из слеующих соображений. Двухэлектродная иния для электромагнитного поля представляет собой волновую структуру, оторая с наименьшим затуханием проускает только основную гармонику астотой f Калибратор предназначен ля калибровки датчиков импульсного оля, а апериодический импульс имеет бесконечный частотный спектр. Сущест вует связь эффективной частоты f c

Длительностью Фронта апериодического 4 импульса,, что обуславливает выбор параметра а для передачи энергии с наименьшим затуханием, т.е. с мини иальными потерями энергии.

В предлагаемом устройстве однород- 50

Ная двухэлектродная линия в сечении йредставляет собой прямоугольник с расстоянием между элементами линии, равным а. Критическая длина волны, а следовательно и частота, связаны с размером а соотношением:

С (1)

2 Е

Для апериодического импульса связь частоты с длительностью фронта импул ьса следующая: 1 4

Ь (2)

"Т

Из Формул (1) и (2) несложно получить связь размеров линии с длительностью фронта импульса а = 1,25С .(3) где С вЂ” скорость распространения волны в данной среде (в нашем случае в воздухе., поэтому

1 rEI3-=1) .

Проводящие пластины, расположенные между электродами линии, имеют геометрическую Форму и размеры, идентичные форме и размерам отверстия в корпусе металлического экрана.

Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля содержит конденсаторный накопитель 1, соединенный последовательно с коммутатором 2, который подключен к точке соединения резисторов 3 и 4, включенных в разрыв электрода 5. Конденсатор

1 соединен также с электродом 6. Между электродами 5 и б в точке, диаметрально противоположной коммутатору 2, располагается калибруемый датчик 7, симметрично справа и слева от датчика расположены проводящие пластины 8, например медные, одинаковых геометрических размеров и формы, совпадающей с формой отверстий в исследуемом экране.

На чертеже также обозначены: Е,Н векторы электрической и магнитной составляющих поля; I — тск бегущей волны; R - ; (р — азимутальный угол точки наблюдения; 1 линейный размер датчика; а — поперечный размер двухэлектродной линии.

Устройство работает следующим образом.

В момент t=0 конденсаторный накопитель 1, заряженный до напряжения подключается с помощью коммутатора 2 к точке соединения резисторов 3 и 4. В этот момент вдоль электродов

5 и б однородной линии от коммутатора

2 к датчику 7 начинают распространяться две одинаковые волны. Если сопротивление Z каждого резистора 3 и 4 равно волновому сопротивлению линии, то амплитуда тока этих волн I =

=Т =Б /2 ° Z. Электрические поля равны и одинаково направлены, а магнитные .

Формула изобретения

Составитель Ж.Полякова

Редактор Т.Парфенова Техред А.Кравчук Корректор О.Ципле

Заказ 7221/42 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

5 15 поля ра вны и противоположно напра влеii ° R ны. Через время t = где С вЂ” скоС рость распространения электромагнит-, ных волн в линии, обе волны достигают пластин 8, искажаются и приходят на датчик 7. Распределение поля на пластинах таково, что оно полностью имитирует прохождение поля через отверстие в металлическом экране с отверстием, плоскость которого нормально расположена к векторам Е, что согласуется. с принципом Бабине, примененным к электромагнитному полю. Их суперпозиция приводит к сложению электрических полей и вычитанию магнитных полей.

Таким образом, для точечного датчика .7 воздействие поля Н сведено к нулю. Если датчик 7 имеет линейный размер 1 в направлении распространения волны (вдоль линии), .то в течение =1/С левая и правая половины датчика 7 подвергаются воздействию нескомпенсированных магнитных полей противоположного знака, что может привести

h к появлению паразитного сигнала.Однако, из-за конечной крутизны переднего фронта величина этих полей зна5 чительно ниже амплитудного значения бегущей волны.

Устройство для калибровки датчиков импульсного электрического поля по авт. св. N 875314, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности калибровки и уменьшения потерь энергии, между электродами линии и датчиком симметрично расположены дополнительно введенные проводящие пластины, плоскости которых араллельны

20 векторам электрического и магнитного полей, пластины выполнены одинаковыми по размерам и геометрической форме, а поперечный размер а связан с длительностью фронта с апериодического

25 импульса соотношением а=1,25 С ь, где С - скорость распространения электромагнитной волны в данной среде.