[发明专利]一种火星大气电场测量系统及方法在审

专利信息
申请号: 202211408810.1 申请日: 2022-11-11
公开(公告)号: CN115712025A 公开(公告)日: 2023-02-24
发明(设计)人: 武中臣;严发宝;周殷玉;刘望;倪宇恒 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: G01R29/12 分类号: G01R29/12
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 贾瑞华
地址: 264209 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 火星 大气 电场 测量 系统 方法
【说明书】:

发明实施例公开了一种火星大气电场测量系统及方法,涉及电场测量技术领域。系统包括球形电极,绝缘支架,接地极板,模拟信号调理电路,数字电路。球形电极与火星大气耦合产生感应电动势;绝缘支架安装球形电极;绝缘支架由绝缘树脂包裹;作为参考电极的接地极板;球形电极产生的感应电动势与接地极板之间的电势差作为模拟感应信号;模拟信号调理电路用于调整模拟感应信号得到第一模拟感应信号;数字电路用于将第一模拟感应信号转换为数字信号。本发明实现了在火星尘暴条件下对火星大气电场进行测量。

技术领域

本发明涉及电场测量技术领域,特别是涉及一种火星大气电场测量系统及方法。

背景技术

火星大气与地球大气存在巨大差异:火星大气主要成分是稀薄的二氧化碳(CO2,7mbar,96%),且紫外线和宇宙高能辐射强烈。这些因素导致火星大气的电导率远高于(高2-3个数量级)地球大气的电导率。另外,火星表面存在规模大、频繁发生且持续时间长的尘暴。火星表面干旱、荒芜、低重力以及表面矿物成分与地球沙尘的差异导致了火星尘暴中矿物颗粒悬浮时间长、运动速度快等特点,并最终导致矿物颗粒相互碰撞产生的静电场机理及演化特征与地球尘暴大气电场存在巨大差异。

目前国内没有针对火星大气电场测量的相关仪器设备。地外探测器在火星尘暴条件下工作,需要根据火星大气电场的特点,针对性研发一种火星大气电场测量系统,才能实现火星尘暴条件下实现火星就位电场测量。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种火星大气电场测量系统及方法,以实现在火星尘暴条件下对火星大气电场进行测量。

为实现上述目的,本发明实施例提供了如下方案:

一种火星大气电场测量系统,包括:

球形电极(1),用于与火星大气耦合产生感应电动势;

绝缘支架(2),用于安装所述球形电极(1);所述绝缘支架(2) 由绝缘树脂包裹;

作为参考电极的接地极板(3);所述球形电极(1)产生的感应电动势,与所述接地极板(3)之间的电势差作为模拟感应信号;

模拟信号调理电路(12),用于调整所述模拟感应信号得到第一模拟感应信号;

数字电路(13),用于将所述第一模拟感应信号转换为数字信号。

可选地,所述模拟信号调理电路(12)至少包括:

第一电压跟随器(4),用于:

第一次阻抗匹配并缓冲所述模拟感应信号;

放大所述模拟感应信号形成一次放大模拟感应信号;

第二电压跟随器(5),与所述第一电压跟随器(4)连接,用于:

第二次阻抗匹配并缓冲所述一次放大模拟感应信号;

放大所述一次放大模拟感应信号形成二次放大模拟感应信号;

反相放大电路(6),与所述第二电压跟随器(5)连接,用于放大所述二次放大模拟感应信号并输出所述第一模拟感应信号。

可选地,所述数字电路(13)至少包括:

模数转换模块(7),与所述反相放大电路(6)连接,用于将所述第一模拟感应信号转换为数字信号;

现场可编程逻辑门阵列(8),与所述模数转换模块(7)连接,用于过滤所述数字信号形成过滤后的数字信号;

通信模块(9),与所述现场可编程逻辑门阵列(8)连接,用于传输所述过滤后的数字信号。

可选地,所述火星大气电场测量系统还包括:

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