10.14489/td.2026.04.pp.046-051

2026, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/td.2026.04.pp.046-051

Колмогорова С. С.
ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК СРЕДНЕЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА
(с.46-51)

Аннотация. Представлен конструктивный анализ электроиндукционного датчика с эллипсоидальной формой чувствительных элементов, выполненных из проводящего материала, что обеспечивает высокую чувствительность и избирательность. Датчик основан на принципе электрической индукции, при котором используется соотношение тока, пропорционального напряженности электрического поля, что позволяет беcконтактно и точно измерять параметры поля. Разработанная конструкция включает два полуэллипсоида, объединенных через последовательный резонансный RC-контур, настроенный на частоту исследуемого поля, а встроенная электронная часть обеспечивает аналого-цифровое преобразование и цифровую обработку сигнала с беспроводной передачей данных. Представленный датчик способен оперативно фиксировать динамические изменения электрического поля с высокой точностью и надежностью, что важно для предупреждения аварий, повышения безопасности и оптимизации автоматизированных систем. Его архитектура соответствует требованиям современного интернета вещей и автоматизации.

Ключевые слова: электрометрические измерения, электроиндукционный датчик, эллипсоидальный датчик, напряженность электрического поля, среднечастотный диапазон.

Kolmogorova S. S.
ELECTROINDUCTIVE SENSOR OPERATING IN THE MEDIUM-FREQUENCY RANGE
(pp.46-51)

Abstract. The research work presents a structural analysis of an electroinductive sensor featuring ellipsoidal sensitive elements fabricated from a conductive material, which ensures high sensitivity and selectivity. The sensor operates on the principle of electric induction, utilizing the relationship of the current proportional to the electric field strength, enabling non-contact and precise measurement of field parameters. The developed design incorporates two semi-ellipsoids connected through a series resonant RC circuit tuned to the frequency of the investigated field, while the integrated electronic unit provides analog-to-digital conversion and digital signal processing with wireless data transmission. The proposed sensor is capable of rapidly detecting dynamic changes in the electric field with high accuracy and reliability, which is crucial for accident prevention, safety enhancement, and optimization of automated systems. Its architecture is compliant with the requirements of modern IoT and automation technologies.

Keywords: electrometric measurements, electroinductive sensor, ellipsoidal sensor, electric field strength, medium-frequency range.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

С. С. Колмогорова (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина); Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С. М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

S. S. Kolmogorova (St. Petersburg State Electrotechnical University “LETI” named after V.I. Ulyanov (Lenin); St. Petersburg State Forestry Engineering University named after S. M. Kirov, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Колмогорова С. С., Колмогоров А. С., Баранов Д. С., Мокряк А. В. Платформа контроля электромагнитного поля для обеспечения безопасности труда и промышленных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 2. С. 58 ‒ 63. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-2-58-63
2. Колмогорова С. С. Электроиндукционные датчики в оценке и контроле характеристик объектов природной среды // Экологические системы и приборы. 2025. № 8. С. 3 ‒ 17. DOI: 10.25791/esip.8.2025.1537.
3. СанПиН 2.2.4.1191‒03. Электромагнитные поля в производственных условиях. Утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 19 февраля 2003 г. № 10. М., 2003. 39 с. URL: https://docs.cntd.ru/document/901853847 (дата обращения: 17.09.2025).
4. Колмогорова С. С. Анализ взаимодействия поверхности многоэлектродных сенсоров с различной геометрией форм чувствительных электродов в электрическом поле // Южно-Сибирский научный вестник. 2023. № 6(52). С. 149 ‒ 155. DOI: 10.25699/SSSB.2023.52.6.020
5. Corwin D. L., Lesch S. M. Apparent soil electrical conductivity measurements in agriculture // Comput. Electron. Agric. 2005. Vol. 46. P. 11 – 43.
6. Kuras O., Beamish D., Meldrum P. I., Ogilvy R. D. Fundamentals of the capacitive resistivity technique // Geophysics. 2006. Vol. 71. P. 135 – 152.
7. Ambrus D., Spikic D., Vasic D., Bilas V. Sensitivity profile of compact inductive sensor for apparent electrical conductivity of topsoil // Proc. of the 2017 IEEE Sensors, Glasgow, UK, 29 Oct. – 1 Nov. 2017. Glasgow, 2017. P. 1 – 3.
8. Kessouri P., Flageul S., Vitale Q., et al. Medium-frequency electromagnetic device to measure electric conductivity and dielectric permittivity of soils // Geophysics. 2014. Vol. 81, No. 1. P. 1 ‒ 16.
9. EM38-MK2 Ground Conductivity Meter [Электронный ресурс]. URL: https://www.geonics.com/html/em38.html (дата обращения 17.09.2025).
10. Миролюбов Н. Н., Костенко М. В., Левинштейн М. Л. и др. Методы расчета электростатических полей. М.: Высшая школа, 1963. 415 с.

Eng

1. Kolmogorova, S. S., Kolmogorov, A. S., Baranov, D. S., & Mokryak, A. V. (2022). Electromagnetic field monitoring platform for occupational safety and industrial facilities. Bezopasnost' truda v promyshlennosti, (2), 58–63. [in Russian language]. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2022-2-58-63
2. Kolmogorova, S. S. (2025). Electro-induction sensors in assessing and monitoring characteristics of natural environment objects. Ekologicheskie sistemy i pribory, (8), 3–17. [in Russian language]. https://doi.org/10.25791/esip.8.2025.1537
3. SanPiN 2.2.4.1191-03: Electromagnetic fields in industrial settings (Approved by Decree of the Chief State Sanitary Physician of the Russian Federation No. 10 of February 19, 2003). (2003). https://docs.cntd.ru/document/901853847 [in Russian language].
4. Kolmogorova, S. S. (2023). Analysis of the interaction of the surface of multi-electrode sensors with various geometries of sensitive electrodes in an electric field. Yuzhno-Sibirskii nauchnyi vestnik, (6), 149–155. [in Russian language]. https://doi.org/10.25699/SSSB.2023.52.6.020
5. Corwin, D. L., & Lesch, S. M. (2005). Apparent soil electrical conductivity measurements in agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, 46, 11–43.
6. Kuras, O., Beamish, D., Meldrum, P. I., & Ogilvy, R. D. (2006). Fundamentals of the capacitive resistivity technique. Geophysics, 71, 135–152.
7. Ambrus, D., Spikic, D., Vasic, D., & Bilas, V. (2017, October 29 – November 1). Sensitivity profile of compact inductive sensor for apparent electrical conductivity of topsoil [Conference session]. 2017 IEEE Sensors, Glasgow, United Kingdom.
8. Kessouri, P., Flageul, S., Vitale, Q., et al. (2014). Medium-frequency electromagnetic device to measure electric conductivity and dielectric permittivity of soils. Geophysics, 81(1), 1–16.
9. Geonics Limited. (n.d.). EM38-MK2 ground conductivity meter. Retrieved September 17, 2025, from https://www.geonics.com/html/em38.html
10. Mirolyubov, N. N., Kostenko, M. V., Levinstein, M. L., et al. (1963). Methods for calculating electrostatic fields. Vysshaya Shkola Publishers. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2026.04.pp.046-051

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2026.04.pp.046-051

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.