[实用新型]差动式大气电场传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及大气电场测量领域。

背景技术

通过探测带电云层及近地面电场环境及其变化，来判断雷暴活动的发展趋势和发生森林雷击的可能性。结合近地天气条件和可燃物条件，可推测雷击火的发生和预报。目前电场测量有三种方法：电晕法灵敏度低，放射线法比较可靠，但反应速度慢。常用的是机械旋转式感应器，又称场磨仪。它灵敏度高、响应快、动态范围大，并可以同时测量静电场。缺点是抗环境干扰能力差，在森林、草原等强噪声环境下，导致分辨率降低。并且由于带电粒子的碰撞使传感器电位改变，使测量信号失真。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有大气电场传感器抗环境干扰能力差缺点，而提出了一种差动式大气电场传感器。

本实用新型包括定位座、第一组电极、前置放大器、电机、接地电刷、第二组电极和屏蔽盘；屏蔽盘为开有2n个扇形孔的环型圆盘，所述的2n个扇形孔沿屏蔽盘的环型圆盘圆周方向均匀分布，屏蔽盘的上表面每两个扇形孔之间设置有凸沿，所述凸沿的外弧面与扇形孔的弧面位于同一圆周面，电机转轴穿过定位座和接地电刷中心，电机轴的末端固定连接在所述的屏蔽盘的中心孔上，定位座为内径表面开有两个对称凹槽下表面设置有凸沿的环型圆盘，所述的接地电刷嵌放于定位座的两个对称凹槽内，电机转轴与定位座内的接地电刷摩擦接触，第一组电极和第二组电极为两组扇形金属片，每组扇形金属片为2n个，所述的第一组电极和第二组电极沿圆周方向交替均匀分布在定位座的环型圆盘的下表面的凸沿内，定位座的凸沿位于屏蔽盘的凸沿的外侧，所述的第一组电极和第二组电极与定位座之间绝缘连接，所述的第一组电极和第二组电极的两个独立的输出端分别连接前置放大器中的差分放大器的两个输入端。

本实用新型的结构特点是，屏蔽盘由电机带动旋转，使两组电极交替地暴露在外电场E中，或被屏蔽使E＝0。这样周而复始产生交变信号，使两个测量回路中的信号发生大小相等、方向相反的变化，导致一个回路的感应电流增加，另一个回路的感应电流减小，形成差动形式。由于两组电极彼此独立，即使因外界干扰噪声叠加到信号中，也不能直接进入信号处理电路，而由两路信号差分输入被抵消掉。使进入信号处理电路的噪声小而有节制。因此，使因外界带电粒子的影响引起的噪声明显减小，并使传感器灵敏度提高2倍。

附图说明

图1是本实用新型的纵向阶梯剖视图；图2是两组电极的仰视图；图3是屏蔽盘15的仰视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式由定位座1、第一组电极2、前置放大器9、电机11、接地电刷12、第二组电极13和屏蔽盘15组成；屏蔽盘15为开有2n个扇形孔的环型圆盘，所述的2n个扇形孔沿屏蔽盘15的环型圆盘圆周方向均匀分布，屏蔽盘15的上表面每两个扇形孔之间设置有凸沿，所述凸沿的外弧面与扇形孔的弧面位于同一圆周面，电机11转轴穿过定位座1和接地电刷12中心，电机轴的末端固定连接在所述的屏蔽盘15的中心孔上，定位座1为内径表面开有两个对称凹槽下表面设置有凸沿的环型圆盘，所述的接地电刷12嵌放于定位座1的两个对称凹槽内，电机11转轴与定位座1内的接地电刷12摩擦接触，第一组电极2和第二组电极13为两组扇形金属片，每组扇形金属片为2n个，所述的第一组电极2和第二组电极13沿圆周方向交替均匀分布在定位座1的环型圆盘的下表面的凸沿内，定位座1的凸沿位于屏蔽盘15的凸沿的外侧，构成差动式感应结构，所述的第一组电极2和第二组电极13与定位座1之间绝缘连接，所述的第一组电极2和第二组电极13的两个独立的输出端分别连接前置放大器9中的差分放大器的两个输入端。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于第一组电极2和第二组电极13与定位座1之间绝缘连接是由下绝缘垫3、绝缘套4、上绝缘垫5、外环6、接线柱7和内环8连接组成的，两组电极与定位座1之间设置有下绝缘垫3，外环6和内环8与定位座1之间设置有上绝缘垫5，接线柱7为4n个，其中2n个接线柱7穿过定位座1固定连接外环6与第一组电极2，另外2n个接线柱7穿过定位座1固定连接内环8与第二组电极13，绝缘套4设置在接线柱7和定位座1之间。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。