Устройство для измерения потенциалов статического электричества

Устройство для измерения потенциалов статического электричества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заяв;,ено 05.10.73 (21) 1966677 18-21 (51) М.Кл з б 01 1 19/00 с присоединением заявки (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. E.îëëåiåûü М 37 (45) Дата опублпкованич описания 28.10.80

Государственный комитет

СС С P да делам изобретений и OTKpblTViN (53) УДК 621.317.725 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Тарасов, А, А. Федоров,,О. А. Мяздриков, Ю. A. Костин и В. H. Лазутин (71) Заявитель Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовета (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН ИЯ

ПОТЕНЦИАЛОВ СТАТИ Ч ЕСКОГО ЭЛЕКТР И Ч ЕСТВА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения потенциалов статического электричества.

Известно устройство, предназначенное для измерения разности потенциалов. Чувствительным элементом известного устройства является подвижный электрод, укрепленный на растяжках, который притягивается силами электрическопо поля к неподвижному электроду, если между ними существует разность потенциалов, при этом перемещение подвижного электрода преобразуется в отклонение световой отметки относительно неподвижной шкалы fl) К недостаткам указанного устройства относятся его большые габариты и вес, необходимость в дополнительном источнике питания и негерметичность корпуса, ч по обуславливает его взрывоопасность, Наиболее близким к изобретению является устройство, которое состоыт ыз герметичного прозрачного корпуса (камеры), электродов и двухфазного диэлектрика, размещенных внутри корпуса 12). Под действием электрического поля, вознтокающего при подаче напряжения на электроды, м|ежду электродами перемещается граница раздела фаз диэлектриков. Величина перемещенпя границы диэлектриков является .мерой измеряемого напряжения.

Недостаток этого устройства заключается в:низкой чувствительноспи,,не обеспе5 чивающей точного измерения потенциалов статического электричества lm-за сравнительно низкого входного сопротивления и повышенной входной емкости.

Целью настоящего изобретения является

10 повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что электроды закреплены консольно в противололожных торцовых стеньках камеры, а в качестве жидкой фазы использован диэлек

>5 трик с больш им удельным электрическим сопротивлением и малыми величинами диэлектрической проницаемости и массовой плотности.

На чертеже показана схема устройства для измерения потенциалов статического электрычества, выполненного согласно -данному изобретению.

Устройство для измерения потенциалов статического электричества состоит из про.

25 зрачного герметичного корпуса I, токоподводов 2, электрически соединенными с электродами 8. В камеру заправлен газовый диэлектрик 4, например воздух под давле нием для увеличения электрической проч. носта межэлектродного етрамеж утха, и жид ,3

769440 кий диэлектрик 5. Электроды 8 крепятся к пропивоположным торцовым станкам ка меры 1 консольно.

Консольное закрепление электродов 8 позволяет повысить входное сопротивление устройства и уменьш ить его входную емкость. Однако входное сопротивление и входная емкость прибора зависят также от свойств жидкого диэлектрика, находящегося между электродами, Высота подъема жидкого диэлектрика в устройстве для измерения потенциалов определяется формулой: где ео — электрическая постоянная; в — относительная диэлектрическая проницаемость жидкого диэлектрика; т — массовая плотность жидкопо диэлектрика; д — ускорение силы тяжести;

d — расстояние между электродами; ф — угол отклонения перпендикуляра и поверхности жидкого диэлектрика от вертикали .места;

U — электрическое напряжение, приложенное IK электродам.

Погонную емкость между электродами, выполненными в виде двух стержней, можно записать в виде:

12,06 г а — r (2) (3) С, — емкость .зонда;

С„., — входная емкость киловольт- метра;

U„„— измеряемое напряжение. где где а — расстояние между осям и электродов;

r — радиус электродов.

Из формул, (1) и (2) следует, что уменьшение емкости за счет уменьшения в приводит к соответствующему у меньшению

Ь. Чтобы компенсировать это уменьшение высоты подъема жидкого диэлектрика, необходимо обеспечить малую величину т. Таким свойством обладает гексан (в = 1,8; т = 0,66 гlсм ). Кроме того, гексан обладает малой вязкостью (т1 = 0,31 сиз), что позволяет снизить динамическую погрешность измерений.

Поскольку для измерения потенциалов статического электричества используется зондовый метод измерения и емкость зон да включается последовательно с емкостью киловольтметра, то напряжение, подаваемое на киловольтметр, отличается от измеряемого:

1"3 формулы (3) следует, что для повы шепия чувствительности измерений необходимо уменьшать входную емкость киловольтметра.

К",îì= того, чувствительность прибора при измерении потенциалов будет тем выше,;ем больше его постоянная времени: (4) 15

55 Ф ор мула изобретения

Устройство для измерения потенциалов стати;еского электричества, содержащее камеру из прозрачного материала, заполненную жидким и газообразным диэлектриком, внутри которой расположена пара электродов, частично погруженных в жидкий диэлектрик и соединенных с токоподводами,,закрепленными в стенках .камеры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

10 где С„..- — входная емкость киловольт метра;

R,. — входное сопротивление киловольтметра

При малой т, заряд быстро стекает с прибора и его показания уменьшаются.

Поэтому для измерителей потенциалов т, должна составлять десятки-сотни секунд

Например, при входной емкости С,,-, =320 . 10-1 Ф, входное сопротивление прибора должно быть порядка 10" Ом. Такое высокое входное сопротивление прибора удает ся получить за счет использования в качестве жидкого диэлектрика также гексана

25 (р = 10" Ом м) и за счет консольного закрепления электродов,в противоположных стенках камеры.

При измерении потенциалов статического электричества один из электродов 8 че

30 рез свой токоподвод 2 соединяют с точкой (поверхность|о), относительно которой измеряется потенциал, а другой электрод соед иняют с зондом, который помещают в референц-точку.

55 Под действием разностями потенциалов на электродах 8 между ними поднимается жидкий диэлектрик на высоту, пропорционалнную приложенной разности потенциалов в квадрате.

4О Отсчет показаний снимается по шкале, нанесенной на электроды.

Ьлагодаря малым габаритам (40х40х х150 мм) и весу (0<5 кг), отсутствию дополнительных источников питания, терме

45 тпчному и взрывобезопасному корпусу предлагаемое измерительное устройство может располагаться при работе в непосредственной близости от объекта измерения или встраиваться в аппаратуру защяты технологического оборудования от статического электричества. Пр и этом оно обладает высокой чувствительностью и удобством в экспл-; атации.

769440

Составитель В. Мамаев

Редактор Д. Менуришвили Текред О. Павлова Корректор С. Файа

Заказ ¹ 1303/1293 Изд. № 486 Тираж 1033 Подяисное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и опцнний ! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» чувствительности, электроды закреплены . консольно в противоположных торцовых стенках камеры, а в качестве жидкой фазы использован диэлектрик с большим удельным электрическим сопротивлением и малыми величинами диэлектрической прони цаемост1и и массовой плотности, например гексан.

Источники информации, нрииятие вэ внимание при экспертизе:

1. Векслер М. С Измерительные приборы с электростатическими механизмами, Л„

«Энергия», 1974, с. 74 — 75.

2. Авторское свядетельство CCCP

¹ 197448, кл. G 01 R 19/16,.1966