一种频率自适应的电场传感器、电场测量方法及系统技术方案

技术编号:42872701 阅读:61 留言:0更新日期:2024-09-27 17:32
本发明专利技术提供了一种频率自适应的电场传感器、电场测量方法及系统,电场传感器包括:含驱动电场敏感芯片,用于根据驱动振动切割并感应待测电场中直流电场和中低频的交流电场,输出第一信号;无驱动电场敏感芯片,用于直接感应待测电场中全频段的交流电场,输出第二信号;频率自适应输出模块,用于根据待测电场的电场变化频率,自适应地整合第一信号和第二信号,得到合成信号,并对合成信号进行处理,得到电场传感器的输出信号;该电场传感器及测量方法通过频率自适应输出模块合成含驱动电场敏感芯片和无驱动电场敏感芯片的输出信号,可实现全频段电场测量,有效提高电场传感器的可测频率范围与测量准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电场传感,具体涉及一种频率自适应的电场传感器、电场测量方法及系统


技术介绍

1、目前常用的电场测量装置主要有电容式电场传感器、场磨式电场传感器以及光学式电场传感器等。电容式电场传感器空间分辨力低,易受外界信号干扰;场磨式电场传感器主要用于直流电场测量;光学式电场传感器由于温度问题,目前还处于研究试验阶段。

2、随着微电子机械系统(micro electro-mechanical system,mems)技术的发展,现有技术横纵出现了多种mems电场传感器。与传统电场传感器相比,mems电场传感器基于电极在电场中高频振动产生感应电流的原理,实现电场测量。mems电场传感器可测量交直流电场,体积小、功耗低,且大幅抑制低频噪声,具有较高的检测精度和分辨率。但mems电场传感器仅适用于中低频交流电场或直流电场测量。若电场变化频率接近或超过电极振动频率,该类传感器的检测效果将降低或失效。

3、因此,为提高电场测量的频率适应性,现需要一种新的电场传感装置,实现在对全频段的电场测量时均保证较高的准确度与稳定性。


<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述电场传感器包括:

2.如权利要求1所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述频率自适应输出模块包括:

3.如权利要求2所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述频率自适应合成模块具体用于:

4.如权利要求2或3所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述合成信号的获取过程满足如下表达式:

5.如权利要求2所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述信号处理模块包括:

6.如权利要求5所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述电压放大计算表达式表示...

【技术特征摘要】

1.一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述电场传感器包括:

2.如权利要求1所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述频率自适应输出模块包括:

3.如权利要求2所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述频率自适应合成模块具体用于:

4.如权利要求2或3所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述合成信号的获取过程满足如下表达式:

5.如权利要求2所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述信号处理模块包括:

6.如权利要求5所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述电压放大计算表达式表示为:

7.如权利要求1所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述含驱动电场敏感芯片包括第一感应电极、与所述第一感应电极机械连接的驱动和呈平行设置在所述第一感应电极旁侧的第一固定电极,所述第一固定电极接地;

8.如权利要求1所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述无驱动电场敏感芯片包括第二感应电极和呈平行设置在所述第二感应电极旁侧的第二固定电极,所述第二固定电极接地;

9.如权利要求1所述的一种频率自适应的电场传感器,其特征在于,所述电场传感器还包括:

10.一种频率自适应的电场测量方法,其特征在于,所述方法包括:

11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述电场传感器中的含驱动电场敏感芯片和无驱动电场敏感芯片设置在所述待测电场中,并且所述含驱动电场敏感芯片与所述无驱动电场敏感芯片的表面均与所述待测电场的电场方向呈垂直布设。

12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述电场传感器中的频率检测器设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李雅洁宋晓辉段祥骏高菲李建芳张瑜赵珊珊徐冬杰
申请(专利权)人:中国电力科学研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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