Средства измерения электростатического поля

Российский Университет Дружбы Народов

Экологический факультет

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По Методам контроля состояния окружающей среды

на тему:

«Средства измерения электростатического поля»

 

 

                                                                                                                                                Выполнила:

Ариас Ордоньес Присцила

ОС-301

Проверила:

Кулиева Гульнара Александровна

 

 

 

Москва, 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение 3

1.Характеристики приборов  для измерения электромагнитного  поля 5

1.1ИПЭП-1 измеритель  параметров электростатического  поля 5

1.2 ИЭСП-01 (А) 7

1.3 ИЭСП-01(Б) 8

1.4 ИЭСП-01 (В) 8

2. Измеритель напряженности  электростатического поля СТ-01 9

3. Измерители напряженности  электростатического поля ЭСПИ-301 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 12

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью этого реферата является изучение средства измерения электростатического  поля и их характеристика.

Как нам известно, вокруг всякого заряженного тела существует электрическое поле, которое является носителем взаимодействия зарядов. Если поле создано неподвижными зарядами, то оно называется электростатическим, т.е. его свойства в каждой точке пространства не зависят от времени. Чтобы сравнить поля, создаваемые разными зарядами, введем характеристику, называемую напряженностью E. Напряженность определяет степень взаимодействия зарядов и поэтому ее можно назвать силовой характеристикой поля.

Характеристики ЭСП:

1.Порождается неподвижными  электрическими зарядами 
2.Силовые линии незамкнуты,исходят из (+) и заканчиваются на (-) 
3.Силовая характеристика напряженность. 
4.Энергетическая характеристикака потенциал. 
5.Работа на замкнутом участке равна 0, такие поля называются потенциальными. 
6.Подчиняется приципу суперпозиции

-Электростатические приборы обладают целым рядом отличительных особенностей, обусловливающих их значительные преимущества по сравнению с приборами других систем. Это, прежде всего, малое собственное потребление мощности от источника измеряемого напряжения, сравнительно высокая точность, возможность использования их в широком диапазоне частот (от 20 Гц до 35 МГц), незначительная зависимость показаний от частоты и формы кривой измеряемых напряжений, возможность использования для непосредственного измерения (без применения измерительных трансформаторов напряжения) высоких напряжений (до 300 кВ), независимость показаний от внешних магнитных полей и др. К основным недостаткам этих приборов относятся: сильная зависимость показаний от внешних электрических полей, малое значение вращающего момента и низкая чувствительность, неравномерная шкала и др.

Основу всех электростатических приборов составляют электростатические измерительные  механизмы.

 

Принцип действия электростатических преобразователей основан на взаимодействии электрических полей двух тел (систем пластин), заряженных разноименными  зарядами. В результате такого взаимодействия одна из систем, являющаяся подвижной, перемещается относительно неподвижной  системы пластин, вызывая при  этом отклонение стрелки отсчетного устройства, связанной с подвижной  частью преобразователя, в сторону  возрастающих показаний. Перемещение  подвижной части преобразователя  относительно неподвижной вызывает изменение емкости между ними. Конструктивно подвижная и неподвижная  части ИМ выполняются в виде пластин.

-В промышленности в настоящее время выпускается ряд электронных устройств для измерения показателей статического электричества, такие как например Static Control (производства фирмы Haug),  измеритель статического электричества SF-156 (производства Pulselectronic), измеритель напряженности электростатического поля СТ-01, Quick 431, ETS-216, ИЭСП-01, ИЭСП-6, ЭСПИ-301В, П3-70/1. Указанные устройства измеряют напряженность электростатического поля и (или) статическое напряжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Характеристики приборов для измерения электромагнитного поля

1.1ИПЭП-1 измеритель параметров электростатического поля

 

Предназначен для измерения потенциалов электростатически заряженных объектов, напряжённости электростатического поля и поверхностной плотности электрических зарядов. 
ИПЭП-1 может быть использован для измерения параметров электростатического поля в текстильной, резиновой, кожевенной и бумажной промышленности, при производстве полимерных материалов, в печатном производстве, в приборостроении для измерения электростатических полей, создаваемых кинескопами, мониторами и электронными приборами, а также для определения напряжённости электростатического поля, создаваемого многими видами товаров народного потребления при проведении государственной гигиенической регламентации и регистрации на всех этапах государственного надзора. 
В приборе имеется лазерный дальномер для определения расстояния до измеряемого объекта. 
Для удобства проведения измерений на измерительных столах предусмотрены соответствующие аксессуары, а также режим перевёрнутого изображения на индикаторе. Питание прибора осуществляется от аккумуляторной батареи. Имеется сетевой адаптер и встроенное зарядное устройство с автоматическим отключением.

 

Технические характеристики измерителя электростатического поля ИПЭП-1:

Потенциал
Диапазон измерений	(0,02 - 50) кВ
Погрешность измерений	5 - 10%
Напряжённость электростатического поля
Диапазон измерений	(2 - 1000) кВ/м
Погрешность измерений	5%
Поверхностная плотность электрических зарядов
Диапазон измерений	(0,02 - 10) мкКл/м2
Погрешность измерений	5%
Общие характеристики
Интерфейс	RS-232C
Тип индикатора	ЖКИ
Формат индикации	3,5 разряда
Питание: Cеть/Аккумулятор	(220±22) В, 50 Гц/4,5 - 5,5 В
Продолжительность работы от аккумуляторной батареи	8 ч
Габаритные размеры (HxWxD)	106x268x40 мм
Масса	0,7 кг
Условия эксплуатации:
Рабочая температура	5°С - 40°С
Влажность	80% при 25 °С

 

Варианты поставки измерителя:

ИЭСП-01 (А) Обеспечивает измерение электростатического потенциала экранов дисплеев на рабочих местах с компьютерной техникой и при сертификации дисплеев по требованиям ГОСТ Р 
ИЭСП-01 (Б) Обеспечивает измерение напряженности электростатического поля 
ИЭСП-01 (В) Обеспечивает измерение электростатического потенциала экранов дисплеев на рабочих местах с компьютерной техникой и при сертификации дисплеев по требованиям ГОСТ Р, а также измерение напряженности электростатического поля

1.2 ИЭСП-01 (А)

Предназначен для измерения  электростатического потенциала экранов  дисплеев. Принцип действия прибора  основан на измерении напряженности  электростатического поля в пространстве между измерительной пластиной  (диском) и поверхностью экрана монитора, располагаемыми на расстоянии 0,1 м друг от друга. Эквивалентный электростатический потенциал монитора определяется по формуле:  
U=E x 0.1, B

Е - напряженность электростатического  поля; 
0.1 - расстояние между экраном и измерительной пластиной (диском). 
Диапазон измеряемых значений: 0,1 кВ ... 18 кВ 
Погрешность измерения: 10 %  
Габаритные размеры: 285×85×60 мм. Масса: не более 0,6 кг. Питание прибора может осуществляться как от элемента питания типа "Корунд" напряжением 9 В, так и от сети 220 В 50 Гц с помощью внешнего источника питания. В комплект поставки прибора входят: измеритель, пластина измерительная*, диск, внешний сетевой источник питания БПИ-03*. 
* - поставляется по отдельному заказу.

1.3 ИЭСП-01(Б)

Предназначен для измерения  электростатического поля в свободном  пространстве.

Диапазон измеряемых значений: 1 кВ/м ... 180 кВ/м  
Погрешность измерения: 20 %  
Габаритные размеры: 285×85×60 мм. Масса: 0,6 кг. Питание прибора может осуществляться как от элемента питания типа "Корунд" напряжением 9 В, так и от сети 220 В 50 Гц с помощью внешнего источника питания. В комплект поставки прибора входят: измеритель, антенна съемная, внешний сетевой источник питания БПИ-03*. 
* - поставляется по отдельному заказу.

1.4 ИЭСП-01 (В)

Предназначен для измерения  электростатического поля в свободном  пространстве и электростатического  потенциала экрана монитора. Совмещает  функции вариантов (А) и (Б). 
Диапазон измеряемых значений электростатического поля: 1 кВ/м ... 180 кВ/м  
Диапазон измеряемых значений электростатического потенциала0,1 кВ ...18 кВ 
Погрешность измерения: не более 20 % 
Габаритные размеры: 285×85×60 мм. Масса не более 0,6 кг. Питание прибораможет осуществляться как от элемента питания типа "Корунд" напряжением 9 В, так и от сети 220 В 50 Гц с помощью внешнего источника питания. В комплект поставки прибора входят: измеритель, пластина измерительная*, диск, антенна съемная, внешний сетевой источник питания БПИ-03*.

2. Измеритель напряженности электростатического поля СТ-01 

Предназначен для экспрессных  измерений в жилых и рабочих  помещениях уровней электростатических полей согласно СанПиН 2.4.7/1.1.1286-03, ГОСТ 12.1045-84 и СанПиН 2.2.4.1191-03. В комплект входит измерительная пластина в  форме диска диаметром 200 мм для  измерения поверхностного электростатического  потенциала согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Измеритель СТ-01 применяется  при обеспечении контроля за биологически опасными уровнями электростатических полей.

СТ- 01 состоит из преобразователя напряженности электростатического поля, блока управления и индикации и сетевого блока питания. Работа измерителя основана на возбуждении в преобразователе под воздействием измеряемого электростатического поля переменного напряжения, пропорционального напряженности измеряемого электростатического поля и измерении этого напряжения.

Основным элементом блока  преобразования является модулятор, представляющий собой металлическую пластинку (лепесток модулятора), асимметрично закрепленную на оси вращения микроэлектродвигателя  и электрически изолированную от оси двигателя. При вращении лепестка модулятора в однородном электростатическом поле потенциал лепестка модулятора относительно земли изменяется по синусоидальному  закону с частотой, равной частоте  вращения лепестка, а амплитуда этого  переменного потенциала пропорциональна  проекции напряженности электростатического  поля на плоскость вращения.

Переменный потенциал  с лепестка модулятора через скользящий контакт, предусилитель и фильтр поступает на вход аналого-цифрового  преобразователя и далее обрабатывается микропроцессором. Конструктивно измеритель выполнен в виде малогабаритного  носимого прибора с автономным питанием, (аккумуляторная батарея 6В). 
 

Отметить

Технические характеристики
Диапазон измерения напряженности  электростатического поля, кВ/м	0,3…180к/Вм
Пределы допускаемой основной относительной погрешности, %	±15
Время непрерывной работы не менее, ч	6
Габаритные размеры, не более, мм: -преобразователя напряженности  электростатического поля -блока управления и  индикации	320х32х32 170х105х42
Масса измерителя с аккумуляторами, не более, кг	1,1
Мощность, потребляемая от батареи  питания, не более, Вт	0,6
Среднее время наработки  на отказ, не менее, ч	1000

 

 

 

 

3. Измерители напряженности электростатического поля ЭСПИ-301

Назначение и область применения

Измеритель ЭСПИ-301 предназначен да измерения напряженности электростатического поля в свободном пространстве и между экраном дисплея персонального компьютера и заземленной металлической пластиной. Измеритель применяется для контроля предельно допустимых уровней электростатического поля согласно ГОСТ 12.1.045, ГОСТ Р 50948, ГОСТ Р 50949 и СанПиН 2.22.542.

Описание

Основными элементами измерителя являются механический модулятор ММ-301 и устройство отсчетное УО-301. Работа измерителя основана на возбуждении в механическом модуляторе под воздействием измеряемого электростатического поля переменного напряжения, пропорционального напряженности поля. Переменное напряжение предварительно усиливается в ММ-301 и дшее поступает на вход УО-301, где происходит его фильтраида, дальнейшее усиление, преобразование в постоянное напряжение и индикация.

Для измерения модуля вектора напряженности электростатического поля в свободном пространстве ММ-301 с установленной насадкой Е301А ориентируют на максимум показаний УО-301, который обеспечивается при условии параллельности вектора поля и плоскости вращения монополя MM-30L При этом показания индикатора УО-301 в кВ/м будут равны ыодуяю вектора напряженности измеряемого электростатического поля.