基于自由扭擺測(cè)量導(dǎo)體表面電勢(shì).pdf

1、由于引力波產(chǎn)生的效應(yīng)非常微小，因此引力波探測(cè)實(shí)驗(yàn)中對(duì)慣性傳感器的噪聲要求非常高。航天器在軌運(yùn)行時(shí)會(huì)受到宇宙射線和高能帶電粒子的影響使慣性傳感器中檢驗(yàn)質(zhì)量（Test Mass）表面充電。帶電的檢驗(yàn)質(zhì)量與周圍極板會(huì)產(chǎn)生庫倫作用力，并且在切割星際磁場(chǎng)時(shí)會(huì)受到洛倫茲力作用，這些擾動(dòng)會(huì)為慣性傳感器帶來不可忽略的噪聲，因此，研究有效的表面電荷管理技術(shù)有重要的科學(xué)意義。
　　扭秤是常用的導(dǎo)體表面電勢(shì)測(cè)量方法。本論文中基于自由扭擺裝置，提出了通過

2、檢測(cè)檢驗(yàn)質(zhì)量平衡位置的變化來測(cè)表面電勢(shì)的方案。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能對(duì)整個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量表面電勢(shì)進(jìn)行測(cè)量。文中主要圍繞導(dǎo)體表面電勢(shì)測(cè)量系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、誤差分析、匹配優(yōu)化等多個(gè)方面展開研究。首先是對(duì)理論模型進(jìn)行了優(yōu)化，完成了系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)并對(duì)系統(tǒng)的誤差進(jìn)行了分析。其次是搭建了系統(tǒng)并對(duì)系統(tǒng)各單元進(jìn)行了測(cè)試和聯(lián)合組裝。最后是在檢驗(yàn)質(zhì)量處于懸空狀態(tài)下對(duì)其表面電勢(shì)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量，也對(duì)溫度擾動(dòng)帶來的影響進(jìn)行了評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該裝置的電勢(shì)測(cè)量分辨率為1