[发明专利]大气电场仪标定平台

说明书

本发明公开了一种大气电场仪标定平台，包括两极板，当两极板平行时，极板半径不小于1.37倍的极板与两极板中心线的间距；当一个极板相对于另一个极板倾斜时，两极板间距的最小距离与最大距离的比值不小于100/101；当两极板平行，并且至少一个存在瑕疵时，标定位置与瑕疵的水平距离或垂直距离大于14.14倍的瑕疵等效半径。发明在不同情况下给出了标定平台结构参数，为大气电场仪的有效标定提供了明确的理论指导。

技术领域

本发明涉及一种大气电场仪标定平台，属于大气电场探测领域。

背景技术

大气电场是大气物理和空间物理的一个很重要的参数。就全球平均而言，近地面的大气电场强度约100V/m～200V/m，从地面到大气顶部总电势差约为300kV。闪电发生期间地面电场强度峰值达到达几十kV/m,且呈现脉冲变化的特征。大气电场的监测数据质量对雷电放电机理及雷击灾害预警的研究、全球大气电路模型的优化十分关键。近年来一些研究成果还表明大气电场强度与气溶胶、降水、沙尘暴、地震等气象和重大灾害活动有关。地面准确监测大气电场对科学研究、经济和国防建设有着十分重要的意义。

大气电场仪利用置于电场中的导体上产生感应电荷的原理来连续监测大气电场的强度和极性。近年来，中国科学院空间科学与应用研究中心在大气电场尤其在探空电场测量技术领域作了大量的研究工作。特别是以罗福山为代表的研究团队分别提出了倒装式场磨电场仪、双球式电场仪、微火箭电场仪的设计方法，为我国大气电场观测研究作出了巨大贡献。在此基础上，空间中心研究员马启明研制了数字式地面电场仪，并结合闪电定位仪研究了雷电的预警方法。中国科学院电子学研究所的张星、郑凤杰等人对场磨式电场仪的结构进行了改进，提出了三维电场控空仪。国外，Ada Fort等对场磨式电场仪的定子、转子结构和电路模型进行了优化，减小了系统功耗，并提高了精度和带宽。R.Parizotto等人初步研究了电场仪的标定方法，并提出在场磨式电场仪的系统上增加无线数据通信功能。

这些研究成果多集中于电场测量方法和仪器的研制，大气电场仪标定方面研究相对较少，而大气电场仪的有效标定是提高大气电场观测数据的重要环节，直接影响到测量精度、范围和线性度，特别是多台电场仪组网观测时，有效标定是数据一致性的有力保障。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大气电场仪标定平台。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

大气电场仪标定平台，包括两极板，当两极板平行时，极板半径不小于1.37倍的极板与两极板中心线的间距；

当一个极板相对于另一个极板倾斜时，两极板间距的最小距离与最大距离的比值不小于100/101；

当两极板平行，并且至少一个存在瑕疵时，标定位置与瑕疵的水平距离或垂直距离大于14.14倍的瑕疵等效半径。

当瑕疵为圆形时，等效半径为圆形瑕疵点的半径。

当瑕疵为狭缝时，等效半径为狭缝宽度。

两极板平行，置入球形大气电场仪标定，标定位置位于中心线和中轴线的交点，极板到中心线的间距不小于14.14倍的球形大气电场仪球体的半径。

两极板平行，置入场磨式大气电场仪标定，标定位置位于一极板的内侧中心，极板到中心线的间距不小于7.07倍的场磨式大气电场仪探头的等效半径，极板半径不小于14.14倍的场磨式大气电场仪探头的等效半径，场磨式大气电场仪探头的等效半径为场磨式大气电场仪探头对角线的1/2。

若极板为方形，极板半径为极板内切圆半径。

本发明所达到的有益效果：本发明给出了标定误差小于0.5％时，不同情况下给出了标定平台结构参数，为大气电场仪的有效标定提供了明确的理论指导。

附图说明