44. Принцип действия и назначение градиентометра.

Градиентометр предназначен для обнаружения локальных неоднородностей в электромагнитном поле.

Пусть имеется точечный изолированный электрический заряд q создающий электрическое поле. На одной силовой линии, созданной зарядом, выделим две точки А и Б на расстояние rA и rБ соответственно. Напряженность в этих точках соответственно будет: Еа=kq/ra², Еб=kq/rб²

А потенциалы: φа=kq/ra, φб=kq/rб

Разность потенциалов:

|∆φ|=|φа-φб|= | kq(1/rа-1/ rб) | ∆r= rа- rб |∆φ|= | kq*∆r/(rа*rб) |

Конструктивно макет градиентометра выполнен на плате из ди­электрика, на которой расположены два зонда в виде прямоугольных металлических пластин, находящихся на расстоянии, равном=100 мм. К зондам подключен симметричный вход индикатора напряженности. Симметричный вход позволяет несколько уменьшить влияние на­водок от переменных электрических полей на индикатор. Как видно из рисунка, стрелочный прибор включен по балансной схеме, в которой активные элементы, полевые транзисторы VT1 и VT2 входят в состав транзисторной сборки. Это позволяет считать их прак­тически одинаковыми по электрическим параметрам; резисторы R1 и R2 одинаковы по величине сопротивления. Некоторый разбаланс, свя­занный с погрешностью изготовления пассивных и активных элементов, может быть устранен с помощью переменного резистора R3. Стабилитроны VD1 ... VD4 исключают возможность случайного пробоя транзисторов вследствие воздействия статического электриче­ства. В активных элементах используется линейный участок характе­ристики. Диод VD5 включается при измерении электрической компо­ненты - электромагнитного поля, создаваемого цепями питания пере­менного тока и другими внешними источниками.

В точках А и Б ввести измерительные зонды не изменяющие характеристик электрического поля, к ним подключен вольтметру показывающий разность потенциалов. При внесении тела в электромагнитное поле меняется разность потенциалов в ту или другую сторону, что и показывает вольтметр. По отклонениям вольтметра можно судить есть ли или нет в электромагнитном поле инородный предмет.

45. Измерение напряженности электрического поля градиентометром.

Пусть имеется точечный изолированный электрический заряд q создающий электрическое поле. На одной силовой линии, созданной зарядом, выделим две точки А и Б на расстояние rA и rБ соответственно. Напряженность в этих точках соответственно будет: Еа=kq/ra², Еб=kq/rб²

А потенциалы: φа=kq/ra, φб=kq/rб

Разность потенциалов:

|∆φ|=|φа-φб|= | kq(1/rа-1/ rб) | ∆r= rа- rб |∆φ|= | kq*∆r/(rа*rб) |

В точках А и Б ввести измерительные зонды не изменяющие характеристик электрического поля, к ним подключен вольтметру показывающий разность потенциалов. При внесении тела в электромагнитное поле меняется разность потенциалов в ту или другую сторону, что и показывает вольтметр. По отклонениям вольтметра можно судить есть ли или нет в электромагнитном поле инородный предмет. В градиентометре расстояние ∆г выбрано постоянным, исходя из требований к конкретному прибору. В реальных конструкциях измерительные зонды имеют конечные размеры, что будет приводить к искажению поля. Во входной цепи вольтметра протекает ток, поскольку её сопротивление конечно, что также приводит к увеличению погрешности измерений напряженности поля. В то же время градиентометр более помехоустойчив по сравнению с другими приборами, предназначенными для измерения напря­женности электрического поля.