Сравнительное исследование двойного и сдвоенного электроиндукционных сферических датчиков напряженности электрического поля

В работе проводится сравнительное исследование двойных и сдвоенных датчиков напряженности электрического поля. В сравнении рассматривались конструктивные, технологические и метрологические параметры датчиков, а также сложность их измерительных цепей. Исследования выявили схожесть конструктивных и технологических параметров датчиков и отличие по метрологическим характеристикам и по сложности измерительных цепей.

По метрологическим характеристикам сдвоенные датчики значительно превосходят двойные. Установлено, что сдвоенный датчик, имеющий чувствительные элементы с угловыми размерами q₁=46,38 ° и q2=90 °, обладает меньшей погрешностью от неоднородности поля. Погрешность не превышает d £½ ±2,76½ % в пространственном диапазоне измерений 0 £ a £ 1. При той же погрешности двойные датчики можно использовать только в ограниченном пространственном диапазоне измерения 0 £ a £ 0,89. Показано, что сдвоенные датчики по метрологическим параметрам превосходят двойные датчики. Это говорит о целесообразности их использования.

1. Птицына Н. Г., Виллорези Д., Дорман Л. И. [и др.]. Естественные и техногенные низкочастотные магнитные поля как факторы, потенциально опасные для здоровья // Успехи физических наук. 1998. № 168 (7). С. 767–791. DOI: 10.3367/UFNr.0168.199807d.0767.

2. ГОСТ 12.1.045-84 ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. Введ. 01–07–1995. Москва: Стандартинформ, 2006. 4 c.

3. Коробкова В. П., Морозов Ю. А., Столяров М. Д. [и др.]. Воздействие электрического поля распределительных устройств 500 и 750 кВ на обслуживающий персонал и средства для его защиты // Подстанции переменного тока: материалы Междунар. конф. по большим электрическим системам (СИГРЭ-72). Москва: Энергоатомиздат, 1974. С. 33–43.

4. Дез Ж., Пиррот П. Расчет и измерение напряженности электрического поля вблизи устройств высокого напряжения // Влияние электроустановок высокого напряжения на окружающую среду: пер. докл. междунар. конф. по большим электрическим системам (СИГРЭ-76) / под ред. Ю. П. Шкарина. Москва: Энергия, 1979. С. 10–19.

5. Ложников В. Я. Цифровой измеритель напряженности электрического поля промышленной частоты // Приборы и техника эксперимента. 1981. № 1. С. 275.

6. Гатман С. Двойной измеритель электрического поля с защитой // Приборы для научных исследований. 1968. № 1. С. 45–49.

7. Берент Г. Н., Плейс И. Р. Датчик электрического поля // Приборы для научных исследований. 1971. № 6. С. 141–142.

8. Misakian M., Kotter F. R., Kahler R. L. Miniature ELF Electric Field Probe // Instruments for scientific research. 1978. Vol. 7. P. 933–935. DOI: 10.1063/1.1135497.

9. Biryukov S. V., Kaidanov F. G., Kats R. A., Lozhnikov V. Ya. Calculation and measurement of fields on EHV and UHV substations and near transmission lines // CIGRE-86. International Conference on Large High Voltage Electric Systems. Report 36-06, Session 27th August –4th September. Paris. 1986. 5 p.

10. Пат. 2776097 С1 Российская Федерация, МПК G 01 R 29/12. Способ измерения напряженности электрического поля с использованием датчика сдвоенного типа / Бирюков С. В., Тюкина Л. В., Тюкин А. В. № 2021120706; заявл. 14.07.2021; опубл. 13.07.2022. Бюл. № 20.

11. Тюкина Л. В. Модернизированный метод измерения напряженности электрического поля по среднему значению сдвоенными датчиками и устройства его реализации // Динамика систем, механизмов и машин. 2021. Т. 9, № 3. С. 64–72. DOI: 10.25206/2310-9793-9-3-64-72.

12. Чугунов С. А., Юркевич В. М. Расширение зоны измерения параметров электрического поля при применении зондового метода // Измерительная техника. 1981. № 1. С. 33–35.

13. Бирюков С. В. Измерение напряженности электрических полей в диэлектрических средах электроиндукционными датчиками. Методы и средства измерений: моногр. Омск: Издво ОмГТУ, 2011. 196 с.

14. Пат. 207465 U1 Российская Федерация, МПК G01R 29/12. Устройство для измерения напряженности электрического поля со сдвоенным датчиком / Тюкина Л. В., Даньшина В. В. № 202111599; заявл. 23.04.2021; опубл. 28.10.2021. Бюл. № 31.

15. Бирюков С. В., Глуховеря Е. Г., Тюкин А. В. Сравнительный анализ плоских многоэлементных датчиков напряженности электрического поля с круглым основанием и различными конструктивными особенностями // Омский научный вестник. 2020. № 3 (171). С. 57–64. DOI: 10.25206/1813-8225-2020-171-57-64.

16. Xioa D., Ma Q., Xie Y. A Power-Frequency Electric Field Sensor for Portable Measurement // Sensor (Basel Switzerland). 2018. № 18 (4). P. 1053. DOI: 10.3390/s18041053.