[实用新型]三维交直流电场传感器有效

专利信息
申请号: 202021639604.8 申请日: 2020-08-07
公开(公告)号: CN212586469U 公开(公告)日: 2021-02-23
发明(设计)人: 杨鹏飞;王宙玺;景龑;吕平海;申晨;闻小龙;储昭志;彭春荣;夏善红;乔宇 申请(专利权)人: 南昌中科飞龙传感技术有限责任公司;国网陕西省电力公司电力科学研究院
主分类号: G01R29/08 分类号: G01R29/08
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 周天宇
地址: 330000 江西省南昌市高*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 三维 直流 电场 传感器
【说明书】:

一种三维交直流电场传感器,包括:测量探头(1),其为基于MEMS电场敏感器件的三维交直流电场测量探头,包括探测电极(101)及与探测电极(101)连接的MEMS电场测量模组(104),测量探头(1)用于在被测电场环境信号中感应出电压信号,其中,探测电极(101)两两正交布置;连接部件(2);手持显示单元(3),通过连接部件(2)至测量探头(1),包括控制主板(304),控制主板(304)用于产生交直流驱动电压并提供给MEMS电场测量模组(104),并对电压信号进行采样和解调处理,得到电场的三维分量及合成电场值。三维交直流电场传感器可实现三维交直流电场同时测量,并且可实现小区域内三维电场准确测量。

技术领域

本公开涉及传感器技术领域,特别是涉及一种三维交直流电场传感器。

背景技术

电场探测具有十分重要的意义。在电力系统领域,电场探测可用于高压架空线下和电机端部的电场分布测量、电气密封装置内放电现象分析、绝缘子缺陷检测以及非接触式电压测量等;在航空航天领域,大气电场强度值被列为航天器能否发射的重要条件之一,为保障飞行器的安全升空,航天部门非常重视飞行器发射前空中大气电场强度的探测。

电场在笛卡尔坐标系中是以三维矢量形式存在,只对矢量电场的一个或两个分量探测时,探测到的电场值与实际电场值之间可能有较大的偏差。例如,输电线路周围和空中的电场呈三维分布特征,仅通过一维电场传感器难以准确测量电场的三维分量,从而影响电场探测结果的准确性。另外,在某些应用场合,电场测量需在狭窄环境中进行,被测电场通常为非均匀电场,梯度变化很大。然而,目前应用的电场传感器探头尺寸大、系统复杂,电场测量结果是对较大区域的电场平均,与实际的电场值偏差比较大。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

针对于上述技术问题,本公开提出一种三维交直流电场传感器,用于至少部分解决上述技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种三维交直流电场传感器,包括:测量探头1,其为基于MEMS电场敏感器件的三维交直流电场测量探头,包括探测电极101及与探测电极101连接的MEMS电场测量模组104,测量探头1用于在被测电场环境信号中感应出电压信号,其中,探测电极101两两正交布置;连接部件2;手持显示单元3,通过连接部件2至测量探头1,包括控制主板304,控制主板304用于产生交直流驱动电压并提供给MEMS电场测量模组104,并对电压信号进行采样和解调处理,得到电场的三维分量及合成电场值。

可选地,测量探头1还包括绝缘件102,探测电极101固定在绝缘件102表面。

可选地,MEMS电场测量模组104包括:屏蔽盖1041、MEMS电场敏感器件1042、屏蔽盖开孔1043、仪表放大器1044、PCB基板1045;其中,屏蔽盖1041、MEMS电场敏感器件1042及仪表放大器1044固定在PCB基板1045上,屏蔽盖1041与PCB基板1045上形成密封壳体将MEMS电场敏感器件1042及仪表放大器1044包围;探测电极101通过穿过屏蔽盖开孔1043的电导线103连接至MEMS电场敏感器件1042。

可选地,控制主板304包括电源模块3041、三路驱动模块3042、控制器3043、A/D转换芯片3044及运算放大器3045;其中,控制器3043用于控制三路驱动模块3042产生交直流驱动电压,运算放大器3045用于对电压信号进行放大,A/D转换芯片3044用于将放大后的信号转化为数字信号并发送至控制器3043进行解调处理。

可选地,连接部件2包括传输屏蔽线或刚性的连接座。

可选地,测量探头1还包括探头屏蔽壳体105,探头屏蔽壳体105将MEMS电场测量模组104密封。

可选地,A/D转换芯片3044包括逐次逼近型A/D转换芯片或积分型A/D转换芯片或并行比较型A/D。

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