【技术实现步骤摘要】
一种MEMS空间电场强度传感器及测量系统及方法
本专利技术涉及空间电场强度测量的
，尤其是一种MEMS空间电场强度传感器及测量系统及方法。
技术介绍
空间电场或大气电场，又称自然电场，是地球环境中存在的一种基本的物理参数，空间电场的变化对自然环境中的各类现象，动植物生长，乃至人类的活动均有较大影响。掌握了空间电场的变化规律，对改善人类生产、生活有着重要的意义。空间电场在环境中无处不在，雷电是自然界中最常见的空间电场放电现象。一方面，雷电活动保持了地球整体环境的电平衡，另一方面，日益频繁的雷电活动也给人类的生产生活带来了巨大的损失和灾害。据不完全统计，我国每年雷击伤亡人数大约在3000～4000人，直接经济损失数亿元，间接经济损失更是高达上百亿元。而且由于全球气候变暖，雷击事故逐年增加，雷击已经超过了台风等自然灾害成为人类的第一杀手。大量的静电堆积所产生的静电场会对生产活动、设备安全、人员安全造成一定的影响。静电在环境中是不可避免的，对于工业生产和人类生活，静电电场所带来的危害主要分为两种：1)工业上的静电放电危害(ESD)，2)工业上的静电引力危害(ESA)...
【技术保护点】
1.一种MEMS空间电场强度传感器，包括MEMS芯片(3)，其特征在于：在MEMS芯片(3)内设置两组旋转式的第一静电场微电机(1)和第二静电场微电机(2)，所述的第一静电场微电机(1)是对其两块极板间施加电压后，保证载荷会产生静电力的主动驱动电机，所述第二静电场微电机(2)是两平行极板间不施加电压，且当主动驱动电机工作时能够被驱动而旋转的被动驱动电机，所述被动驱动电机包括一组开有一孔以上的金属叶片构成的转子(4)以及与转子(4)结构相同的定子(5)，且所述定子(5)上的金属片是当金属片暴露在外面时能够获取空间中电场量的感应片，且所述转子(4)与定子(5)配合后保证感应片分...
【技术特征摘要】
1.一种MEMS空间电场强度传感器，包括MEMS芯片(3)，其特征在于：在MEMS芯片(3)内设置两组旋转式的第一静电场微电机(1)和第二静电场微电机(2)，所述的第一静电场微电机(1)是对其两块极板间施加电压后，保证载荷会产生静电力的主动驱动电机，所述第二静电场微电机(2)是两平行极板间不施加电压，且当主动驱动电机工作时能够被驱动而旋转的被动驱动电机，所述被动驱动电机包括一组开有一孔以上的金属叶片构成的转子(4)以及与转子(4)结构相同的定子(5)，且所述定子(5)上的金属片是当金属片暴露在外面时能够获取空间中电场量的感应片，且所述转子(4)与定子(5)配合后保证感应片分时段屏蔽电场，保证空气中的静电场在不断地屏蔽、暴露过程中产生不同的电荷量，最终形成交变信号，通过检测该交变信号来作为传感器检测空间电场强度的信号值。2.根据权利要求1所述的一种MEMS空间电场强度传感器，其特征在于：所述第二静电场微电机(2)的轴承与第一静电场微电机(1)的轴承为同一个。3.根据权利要求1所述的一种MEMS空间电场强度传感器，其特征在于：所述交变信号的频率取决于电机的转速和金属叶片开孔的多少，转速越高、开孔越多，频率就越高，而频率越高，则测量静电场的效率就越高。4.一种空间电场强度测量系统，包括用于获取1-3中任意一项权利要求所述的一种MEMS空间电场强度传感器检测获得的两组交变信号，其特征在于：还包括以下电路：对每一组交变信号进行过滤，将不需要的交流信号进行去除的滤波电路(6)；对每一组滤波电路(6)处理后的信号进行消除噪声影响，留下特定频率实现选频放大的选频放大电路(7)；所述特定频率是预设要求的频率大小值；对两组选频放大电路(7)处理后的信号进行差分输出的运算放大器(8)；对差分输出后的信号进行二级放大的二级放大器(9)；对二级放大器(9)的输出信号进行同步整流判断出电场的正负极性的同步整流电路(10)；对同步整流电路(10)的信号进行过滤的低通滤波器(11)；对低通滤波器(11)的信号进行信号输出的信号输出器(12)。5.根据权利要求4所述的一种空...
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