三维交直流电场传感器制造技术

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。量。量。

【技术实现步骤摘要】
三维交直流电场传感器


[0001]本公开涉及传感器
，特别是涉及一种三维交直流电场传感器。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]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。
[0006](二)技术方案
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]可选地，连接部件2包括传输屏蔽线或刚性的连接座。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]可选地，控制器3043包括微处理控制器或数字信号处理控制器或现场可编程逻辑门阵列控制器。
[0015]可选地，手持显示单元3还包括天线301及屏幕305，天线301用于将三维分量及合成电场值发送连接三维交直流电场传感器的上位机，屏幕305用于显示三维分量及合成电场值。
[0016]可选地，绝缘件102包括高绝缘陶瓷或聚四氟乙烯。
[0017](三)有益效果
[0018]本公开提出一种三维交直流电场传感器，有益效果为：
[0019]该三维交直流电场传感器的测量探头为基于MEMS电场敏感器件的三维交直流电场测量探头，且其驱动解调电路位于手持显示的那元中，与测量探头独立，使探头的体积小、功耗低、空间分辨率高，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。
附图说明
[0020]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。其中：
[0021]图1示意性示出了本公开实施例一提供的三维交直流电场传感器的结构图；
[0022]图2示意性示出了本公开实施例一提供的一种测量探头的结构图；
[0023]图3示意性示出了本公开实施例一提供的一种MEMS电场测量模组的结构图；
[0024]图4示意性示出了本公开实施例一提供的一种手持显示单元的结构图；
[0025]图5示意性示出了本公开实施例一提供的三维交直流电场传感器整体电路图；
[0026]图6示意性示出了本公开实施例二提供的三维交直流电场传感器的结构图。
[0027]【附图标记】
[0028]1-测量探头；
[0029] 101-探测电极；
[0030] 102-绝缘件；
[0031] 103-电导线；
[0032] 104-MEMS电场测量模组；
[0033]ꢀꢀ
1041-屏蔽盖；
[0034]ꢀꢀ
1042-MEMS电场敏感器件；
[0035]ꢀꢀ
1043-屏蔽盖开孔；
[0036]ꢀꢀ
1044-仪表放大器；
[0037]ꢀꢀ
1045-PCB基板；
[0038] 105-探头屏蔽壳体；
[0039]2-传输屏蔽线；
[0040]3-手持显示单元；
[0041] 301-天线；
[0042] 302-开关按键；
[0043] 303-充电座；
[0044] 304-控制主板；
[0045]ꢀꢀ
3401-电源模块；
[0046]ꢀꢀ
3042-三路驱动模块；
[0047]ꢀꢀ
3043-控制器；
[0048]ꢀꢀ
3044-A/D转换芯片；
[0049]ꢀꢀ
3045-运算放大器；
[0050] 305-屏幕；
[0051] 306-电池；
[0052] 307-手持显示壳体。
具体实施方式
[0053]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0054]在此使用的术语仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维交直流电场传感器，其特征在于，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)及与所述探测电极(101)连接的MEMS电场测量模组(104)，所述测量探头(1)用于在被测电场环境信号中感应出电压信号，其中，所述探测电极(101)两两正交布置；连接部件(2)；手持显示单元(3)，通过所述连接部件(2)连接至所述测量探头(1)，包括控制主板(304)，所述控制主板(304)用于产生交直流驱动电压并提供给所述MEMS电场测量模组(104)，并对所述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。2.根据权利要求1所述的三维交直流电场传感器，其特征在于，所述测量探头(1)还包括绝缘件(102)，所述探测电极(101)固定在所述绝缘件(102)表面。3.根据权利要求1所述的三维交直流电场传感器，其特征在于，所述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，所述屏蔽盖(1041)、所述MEMS电场敏感器件(1042)及所述仪表放大器(1044)固定在所述PCB基板(1045)上，所述屏蔽盖(1041)与所述PCB基板(1045)上形成密封壳体将所述MEMS电场敏感器件(1042)及所述仪表放大器(1044)包围；所述探测电极(101)通过穿过所述屏蔽盖开孔(1043)的电导线(103)连接至所述MEMS电场敏感器件(1042)。4.根据权利要求1所述的三维交直流电场传感器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：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，
类型：新型
国别省市：