[发明专利]一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置

说明书

本发明提供一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置。采用全电子式设计，利用反向补偿方式修正测量数值，从信号输入端抵消了放大电路线性漂移引起的数据失真，改善了全电子式电场传感器在实际应用中的测量精度和效果；解决了微电流放大电路的数据漂移问题，同时又不会对放大器本身产生漏电流影响，从而完善了全电子式静电场传感器测量的准确性，可广泛应用于静电监测、雷电探测、大气电场监测等设备中，具有良好的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明属于静电场检测技术领域，尤其涉及一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置。

背景技术

目前能够连续测量静电场的探测仪器为机械式电场仪，可以探测到微小的静电场变化。这类探测设备的探测原理是基于一个机械式的电场仪装置通过不断旋转的电机，将静电场数值转变为一个替代信号，从而更易于测量。使用旋转电机的缺点在于由于使用了可移动部件，因此存在机械故障和磨损的问题。

为解决上述技术问题，本领域技术人员采用微电流放大电路检测环境静电场，现有的采用微电流放大电路检测环境静电场的方式存在的技术问题是，由于电子元器件的漏电流现象无法真正避免，因此普通的微电流放大电路在测量静电场时均会出现不同程度的线性漂移和失真，从而导致测量数值不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置，包括：放大器、控制器以及位于待测静电场内的一次传导元件及二次传导元件；

所述放大器的反向输入端与所述一次传导元件连接，所述放大器用于检测待测静电场在所述一次传导元件上所产生的电荷，以获得输入信号；

所述控制器的输入端与所述放大器的输出端连接，所述控制器用于检测所述放大器的输出信号并依据所述放大器的输出信号产生一个定期的补偿信号；

所述二次传导元件与所述控制器的输出端连接，所述二次传导元件用于通过所述补偿信号对所述一次传导元件施加一个补偿电场。

在一些可选的实施例中，所述的一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置，还包括：A/D转换器，用于将所述放大器的输出信号转换为数字信号，并输送至所述控制器。

在一些可选的实施例中，所述的一种采用反向电场补偿技术的静电场检测装置，还包括：D/A转换器，用于将所述控制器输出的补偿信号转换为模拟信号，并输出到所述二次传导元件上。

在一些可选的实施例中，所述控制器包括：

接收模块，用于接收所述放大器的输出信号；

测量模块，用于周期性测量所述放大器的输出信号的变化；

输出模块，用于周期性的输出一个补偿信号；

所述输出模块输出的补偿信号与所述接收模块接收到的所述放大器的输出信号在一个周期时间内的变化量大小相同，极性相反，且若是变化量在一个周期时间内超过预设的最大值，则补偿信号取最大值。

在一些可选的实施例中，所述控制器设置为每S秒补偿一次，其中，0.1s≤S≤1s，或0.2s≤S≤0.6s，或S＝500ms；最大补偿信号设置为200mV。

在一些可选的实施例中，所述一次传导元件为直径20mm、厚度0.2mm的圆形铜片。