电场传感器怎么准确标定？

传感器设计用于测量高速脉冲电磁场，特别用抗干扰测试时测量场强，它们包括一个差分传感器和一个无源积分器，积分器输出可直接接在高速示波器上有两种模式用测量电场和场的磁分量。

凌流浪

2020-3-2 15:35:49

电场传感器的设计
电场传感器的标定
电场传感器的应用
电池传感器的发展

电场传感器的设计

　　传感器设计用于测量高速脉冲电磁场，特别用抗干扰测试时测量场强，它们包括一个差分传感器和一个无源积分器，积分器输出可直接接在高速示波器上有两种模式用测量电场和场的磁分量。
　　如果不加入积分器，这些传感器可用于精确控制TEM小室或GTEM小室的场强。

电场传感器的标定

　　对电场传感器的准确标定是使其进行精确探测的前提，电场传感器的标定一般在已知数值的均匀电场中进行。一般采用在两块相距一定距离的平板电极上加上稳定电压，电极间即产生均匀的电场，如图2所示。目前一般使用采用该原理设计的电场箱，标定时，将传感器的敏感头部分放入电场箱，传感器的感应面与电场的方向垂直。

李冬茗

2020-3-2 15:35:52

电场传感器的应用

　　电场传感器在生活中的应用非常广泛，其意义重大，以电场传感器MC33794为例，其适用领域如下：
　　(1)家用电器可轻松植入自动开关功能。如果在某些电器的控制端中嵌入几个电极，这些电器被移动时就会自动启动，而放回原处时又会自动断电关闭。另外还可嵌入更多的电极，并定义这些电极的功能，从而能让使用者通过轻微触动这些电极控制家用电器。
　　(2)能够方便地实现包括液位检测、溢出检测和湿度检测等应用。例如，可对炉火进行编程控制，当炉上的液体被加热至沸腾溢出时，炉火能够自动减小或关闭。
　　(3)应用在触摸屏输入中，而无需薄膜开关或昂贵的多层电阻式触摸板，也无需接触式的机械装置就可以感应到输入情况，因而能消除接触式机械装置常碰到的磨损、灰尘和腐蚀等问题，尤其适合在恶劣环境下工作。
　　(4)在汽车安全中的应用。Elesys公司在其SeatSentry乘客保护系统中采用了飞思卡尔的MC33794电场式成像器件来探测乘客的身型和位置，以决定是否需要弹出安全气囊，避免乘客因气囊弹出而受伤。

电池传感器的发展

　　随着空间科学技术的飞速发展，为了保障航天器的安全升空与运行，对空间环境的探测越来越引起人们的重视。大气电场是空间物理和空间环境的一个很重要的参数飞行器穿越强电场区域时，有可能遭到雷击或诱发闪电，造成飞行器的损坏，监测和探测电场的数值及其变化对飞行器发射升空意义重大。国内外先后研制出多种电场探测装置对大气电场进行监测，主要有双球式电场仪、火箭电场仪和旋片式电场传感器等，探测方向一般与传感器主轴方向平行或垂直，实现空中矢量电场的一个或两个分量的探测。而大气电场是以三维矢量形式存在的，只对矢量电场的一个或两个分量探测时，探测到的电场值可能有较大的偏差。
　　目前电场传感器只能探测电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中及地面电场强度大小。现面向一种新型三维电场传感器发展,它由轴向、径向电场测量单元、驱动单元、电路单元、保温单元组成,用于探测空中及地面环境电场强度的三维方向矢量,克服了目前电场传感器探测电场强度时局限在一维或二维方向矢量的缺陷。在高空低温环境模拟试验中,当环境温度降到-50℃以下时,该传感器的保温单元使传感器内部温度一直处于零上,符合了电路板工作温度范围。在实际电场测试试验中,该传感器的电场测量单元验证了输出信号与电场之间的线性关系,与理论分析相符,证明了三维电场传感器的合理性。

电场传感器的应用

　　电场传感器在生活中的应用非常广泛，其意义重大，以电场传感器MC33794为例，其适用领域如下：
　　(1)家用电器可轻松植入自动开关功能。如果在某些电器的控制端中嵌入几个电极，这些电器被移动时就会自动启动，而放回原处时又会自动断电关闭。另外还可嵌入更多的电极，并定义这些电极的功能，从而能让使用者通过轻微触动这些电极控制家用电器。
　　(2)能够方便地实现包括液位检测、溢出检测和湿度检测等应用。例如，可对炉火进行编程控制，当炉上的液体被加热至沸腾溢出时，炉火能够自动减小或关闭。
　　(3)应用在触摸屏输入中，而无需薄膜开关或昂贵的多层电阻式触摸板，也无需接触式的机械装置就可以感应到输入情况，因而能消除接触式机械装置常碰到的磨损、灰尘和腐蚀等问题，尤其适合在恶劣环境下工作。
　　(4)在汽车安全中的应用。Elesys公司在其SeatSentry乘客保护系统中采用了飞思卡尔的MC33794电场式成像器件来探测乘客的身型和位置，以决定是否需要弹出安全气囊，避免乘客因气囊弹出而受伤。

电池传感器的发展

　　随着空间科学技术的飞速发展，为了保障航天器的安全升空与运行，对空间环境的探测越来越引起人们的重视。大气电场是空间物理和空间环境的一个很重要的参数飞行器穿越强电场区域时，有可能遭到雷击或诱发闪电，造成飞行器的损坏，监测和探测电场的数值及其变化对飞行器发射升空意义重大。国内外先后研制出多种电场探测装置对大气电场进行监测，主要有双球式电场仪、火箭电场仪和旋片式电场传感器等，探测方向一般与传感器主轴方向平行或垂直，实现空中矢量电场的一个或两个分量的探测。而大气电场是以三维矢量形式存在的，只对矢量电场的一个或两个分量探测时，探测到的电场值可能有较大的偏差。
　　目前电场传感器只能探测电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中及地面电场强度大小。现面向一种新型三维电场传感器发展,它由轴向、径向电场测量单元、驱动单元、电路单元、保温单元组成,用于探测空中及地面环境电场强度的三维方向矢量,克服了目前电场传感器探测电场强度时局限在一维或二维方向矢量的缺陷。在高空低温环境模拟试验中,当环境温度降到-50℃以下时,该传感器的保温单元使传感器内部温度一直处于零上,符合了电路板工作温度范围。在实际电场测试试验中,该传感器的电场测量单元验证了输出信号与电场之间的线性关系,与理论分析相符,证明了三维电场传感器的合理性。

李秋年

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凌流浪

李冬茗

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