球型電場傳感器測量系統(tǒng)的研究及應用.pdf

1、電場測量在諸多科學研究和工程技術領域中都有廣泛應用。如能實現(xiàn)實時、準確監(jiān)測空間電場的大小，無論對于電力設備的設計制造和安全運行，還是日常生活中電磁環(huán)境的監(jiān)測或者其他方面的應用都具有重大的意義。傳感器在測量電場時，在場域中探頭尺寸的大小、電極材質(zhì)、測量電極的極間耦合和測量人員在場域附近等因素將引起周圍電場的畸變，而影響測量精度。因此，分析傳感器探頭在場域中引起的畸變量大小，優(yōu)化設計傳感器探頭結(jié)構(gòu)，研究一種可遠程采集測量數(shù)據(jù)的電場測量系統(tǒng)，

2、對于提高電場測量系統(tǒng)的精度具有重要意義。
　　本文主要在均勻工頻電場環(huán)境下，采用分離變量法分析了球型探頭在均勻場域中引起的電場畸變量，對不同探頭大小、電極材質(zhì)和測量電極的極間耦合等因素引起的畸變電場進行了仿真分析，從而對傳感器探頭進行了優(yōu)化設計，并利用影響因子矩陣法對電場畸變進行了校正，以提高系統(tǒng)測量精度。
　　本裝置以美國微芯公司的PIC18F4420單片機作為系統(tǒng)的中央處理器，進行信號A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理等；采用美國德州

3、儀器公司的儀器放大器INA128對微弱信號進行放大；采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。在軟件上主要以MPLABIDE為開發(fā)平臺，主要設計了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信等模塊，并在數(shù)據(jù)處理中對測量數(shù)據(jù)進行畸變校正。同時為了提高系統(tǒng)的可靠性，進行了相應的軟件抗干擾研究。
　　在根據(jù)國標GB-T12720-1991要求，設計的均勻電場產(chǎn)生裝置下的試驗表明，本系統(tǒng)在選取取樣電容為350pF時，通過采用最小二乘法對電場測量