电场传感器动态测试标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电场传感器动态测试标定装置。该装置包括：屏蔽箱体；电场产生组件，固定于屏蔽箱体内，用于产生电场；运动控制组件，固定于屏蔽箱体内，实现待测电场传感器位置和姿态的调节；数据采集组件，与运动控制组件和待测电场传感器电性连接，用于采集关于待测电场传感器输出、待测传感器运动姿态的数据；以及分析控制系统，与运动控制组件、数据采集组件电性连接，用于待测传感器位置、姿态控制和数据处理分析。本发明专利技术可以对一维、三维、微型等多种结构的电场传感器进行自动化动态测试标定，具有多功能、高效、操作简便等特点，更好满足应用要求。

Electric field sensor dynamic testing and calibrating device

The invention provides a dynamic testing and calibrating device for an electric field sensor. The device comprises a shielding box; electric field component is fixed on the shielding box body, used to produce electric field; motion control module is fixed on the shielding box body, realize the measured electric field sensor position and attitude adjustment; data acquisition module, and motion control module and the measured electric field sensor is electrically connected to a collection, output the electric field sensor to measure the motion data to be measured; and analysis of control system, control module, data acquisition module is electrically connected with the movement for the measured sensor location, attitude control and data processing analysis. The invention can be used for the automatic and dynamic calibration of an electric field sensor with a plurality of structures, such as one dimension, three dimension, and the like, and has the advantages of multifunction, high efficiency, simple operation, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计传感器
和仪器仪表领域，尤其涉及一种电场传感器动态测试标定装置。
技术介绍
电场传感器是测量电场强度的仪器，在气象探测、航空航天、电力电子、智能电网、工业安全、国防、科学研究等领域具有非常重要的作用。电场传感器动态测试标定装置为电场传感器的特性参数确定和性能评估提供了有效手段和依据，对电场传感器的应用和发展具有重要意义。电场传感器动态测试标定装置本身的性能和精度直接影响电场传感器的实际探测和创新研究。目前国际上并没有统一的电场传感器检测标准，一般采用在两块平行金属板上加载稳定电压产生均匀电场，而后利用该均匀电场对电场传感器进行标定。然而现有测试设备一般仅能进行一维电场测试标定，不能连续完成三维方向的测试标定；无法调控测试设备内部的温度、湿度、气压、空间电荷等环境参数，不能考察温度、湿度、气压、空间电荷等因素对电场传感器性能的影响，因而不能对电场传感器在不同领域应用环境下的性能进行研究、测试和标定；不能对空间电荷效应进行动态实验，难以对电场传感器表面电荷积累进行机理研究与分析，不利于探索电场传感器抗静电干扰、抑制表面电荷积累的方法和技术途径。当前的电场传感器动态测试标定装置难以满足电场传感器研制过程中针对不同应用领域和应用环境下电场传感器性能的实验研究和测试标定，更无法用于电场传感器新结构、新材料、新封装方法等方面所涉及的各种物理问题的实验研究和探索，制约了高性能新型电场传感器的研发。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种电场传感器动态测试标定装置。(二)技术方案本专利技术实施例的一个方面提供了一种电场传感器动态测试标定装置。该电场传感器动态测试标定装置包括：屏蔽箱体；电场产生组件，固定于所述屏蔽箱体内，用于产生电场；运动控制组件，固定于所述屏蔽箱体内，实现待测电场传感器位置和姿态的调节；数据采集组件，与所述运动控制组件和待测电场传感器电性连接，用于采集关于待测电场传感器输出、待测传感器运动姿态的数据；以及分析控制系统，与所述运动控制组件、数据采集组件电性连接，用于待测传感器位置、姿态控制和数据处理分析。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术电场传感器动态测试标定装置至少具有以下有益效果其中之一：(1)与已有的电场传感器标定设备相比，本专利技术可以对一维、三维、微型等多种结构的电场传感器进行自动化标定测试，获取电场传感器静态性能指标。(2)采用运动控制组件能够对三维电场传感器进行连续动态的测试标定，与传统人为调节传感器姿态相比极大地提升了三维电场传感器的测试效率，减小了操作过程中触电的危险。(3)能够对传感器表面电荷进行监测，有利于对传感器表面电荷积累进行机理研究与分析，探索传感器抗静电干扰、抑制表面电荷积累的方法和技术途径。(4)能够提供均匀的离子流电场环境，为研究空间电荷对传感器输出特性影响，分析直流高压输电领域对传感器的性能需求，创造了便利条件。(5)能够监测控制传感器测试标定过程中的温度、湿度、气压等环境参数，为传感器进行环境适应性试验提供了可靠的技术手段。(6)采用工控机和计算机终端对标定装置中的各个参数进行分析处理并控制相应执行器工作，能够精确地设定标定测试环境，提高标定精度。针对传感器测试标定，计算机终端远程控制高压电源，实现测试箱内部电场的自动化高精度调节，对传感器输出数据进行自动化采集和数据处理，获取传感器各项技术指标，提升测试标定效率。由于具有上述优点，本专利技术能够广泛用于电场传感器的批量化标定测试，具有较强的使用价值和较好的应用前景。附图说明图1为根据本专利技术实施例电场传感器动态测试标定装置的整体结构的示意图；图2为图1所示电场传感器动态测试标定装置中各组成部分的立体透视图；图3为图1所示电场传感器动态测试标定装置中屏蔽箱体的立体透视图；图4为图1所示电场传感器动态测试标定装置内部结构的示意图；图5为图1所示电场传感器动态测试标定装置中运动控制组件与表面电荷测量组件示意图图6为图1所示电场传感器动态测试标定装置中三种典型的传感器夹具的示意图。【主要元件】1-屏蔽箱体；10-环境变量接口； 11-高压直流电源接头； 12-单开门结构；14-玻璃观察窗； 13-门把手； 15-不锈钢承重板；16-第二承重滑轨组； 17-第一承重滑轨组；2-离子流电场产生组件；18-A极板； 19-B极板； 20-C极板；21-D极板； 22-E极板； 23-绝缘支撑柱24-单开门绝缘结构； 25-导电金属丝； 26-等分压电阻；3-运动控制组件；27-伺服电机； 28-电机传动轴； 29-传感器连接头；33-传感器夹具； 30-支撑架；4-表面电荷测量组件；31-表面电荷测量单元； 32-支架；33、34和35-传感器夹具；5-数据采集组件；6-环境变量控制组件；7-计算机终端；8-直流高压电源组件；9-数据通讯接口。具体实施方式本专利技术提出了一种新型的电场传感器动态测试标定装置，其不仅能够对一维、三维、微型等多种结构电场传感器进行测试与标定，还能在标定过程中控制电场传感器的位置和姿态调节空间离子流密度、温度、湿度和气压等环境参数，实现不同应用环境下的电场传感器性能研究和动态测试标定。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种电场传感器动态测试标定装置。请参照图1，该电场传感器动态测试标定装置包括：屏蔽箱体1、离子流电场产生组件2、运动控制组件3、表面电荷测量组件4、数据采集组件5、环境变量控制组件6、分析控制系统和直流高压电源组件8等。如图1所示，本实施例中，离子流电场产生组件2固定于屏蔽箱体1内，能够提供高精度均匀电场，同时向该电场内发射离子流。运动控制组件3固定于屏蔽箱体1内，用于将待测电场传感器伸入上述均匀电场内，实现在标定过程中待测电场传感器在所述均匀电场内位置和姿态的三维调节。表面电荷测量组件4用于测量待测电场传感器表面电荷分布；环境变量控制组件6用于实时调整屏蔽箱体内部的温度、湿度和气压环境参数；数据采集组件5可以采集屏蔽箱体内部传感器输出信号、待测电场传感器的姿态、待测电场传感器表面电荷分布和环境参数、待测电场传感器的输出等数据，并采用有线或无线的方式传输至分析控制系统。直流高压电源组件8包括：低端正极性直流高压电源、低端负极性直流高压电源、高端正极性直流高压电源、高端负极性直流高压电源，该四类电源能够给离子流电场产生组件2的各个部分提供所需直流高压电源。分析控制系统对各部分进行控制并对数据进行处理分析。以下对本实施例电场传感器动态测试标定装置的各个组成部分进行详细说明。本实施例中，如图3所示，屏蔽箱体1为闭合的长方形箱体，侧面有单开门结构12，门上安装玻璃观察窗14和门把手13，用于对电场传感器动态测试标定装置的工作状态进行观察，并方便待测电场传感器的取放和测试标定装置内部清洁。屏蔽箱体内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，包括：屏蔽箱体(1)；电场产生组件，固定于所述屏蔽箱体内，用于产生电场；运动控制组件(3)，固定于所述屏蔽箱体内，实现待测电场传感器位置和姿态的调节；数据采集组件(5)，与所述运动控制组件(3)和待测电场传感器电性连接，用于采集关于待测电场传感器输出、待测传感器运动姿态的数据；以及分析控制系统，与所述运动控制组件(3)、数据采集组件(5)电性连接，用于待测传感器位置、姿态控制和数据处理分析。

【技术特征摘要】
1.一种电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，包括：屏蔽箱体(1)；电场产生组件，固定于所述屏蔽箱体内，用于产生电场；运动控制组件(3)，固定于所述屏蔽箱体内，实现待测电场传感器位置和姿态的调节；数据采集组件(5)，与所述运动控制组件(3)和待测电场传感器电性连接，用于采集关于待测电场传感器输出、待测传感器运动姿态的数据；以及分析控制系统，与所述运动控制组件(3)、数据采集组件(5)电性连接，用于待测传感器位置、姿态控制和数据处理分析。2.根据权利要求1所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，所述电场产生组件包括：第一电场极板、第二电场极板、支撑结构和/或离子流产生组件。3.根据权利要求2所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，所述第一电场极板和第二电场极板平行放置，所述第一电场极板为网孔板，所述第二电场极板的中部为可替换结构。4.根据权利要求2所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，所述离子流产生组件包括：平行设置的金属盖板、电晕丝板、离子流控制板，三者与所述第一电场极板和第二电场极板相互平行；所述离子流控制板靠近第一电场极板。5.根据权利要求2所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，所述金属盖板、电晕丝板、离子流控制板、第一电场极板和第二电场极板依次设置，由所述若干根的绝缘支撑柱(23)电性隔离并定位。6.根据权利要求2所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，所述第一电场极板和第二电场极板之间的边沿处，沿绝缘支撑柱方向平行安装若干个等电位结构。7.根据权利要求1所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，在所述电场产生组件的一侧面上设置门状绝缘结构，所述侧面上的等电位结构设置于所述门状绝缘结构上；所述门状绝缘结构打开或移动，将设置于其上的等电位结构由原位置移开，从而在所述侧面上提供一操作窗口。8.根据权利要求1所述的电场传感器动态测试标定装置，其特征在于，所述运动控制组件包括：支撑架(30)、伺服电机(27)、电机传动轴(28)、传感器连接头(29)...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭春荣，李冰，郑凤杰，夏善红，陈博，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11