球型電場(chǎng)傳感器測(cè)量系統(tǒng)的研究及應(yīng)用.pdf

1、電場(chǎng)測(cè)量在諸多科學(xué)研究和工程技術(shù)領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。如能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)空間電場(chǎng)的大小，無論對(duì)于電力設(shè)備的設(shè)計(jì)制造和安全運(yùn)行，還是日常生活中電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)或者其他方面的應(yīng)用都具有重大的意義。傳感器在測(cè)量電場(chǎng)時(shí)，在場(chǎng)域中探頭尺寸的大小、電極材質(zhì)、測(cè)量電極的極間耦合和測(cè)量人員在場(chǎng)域附近等因素將引起周圍電場(chǎng)的畸變，而影響測(cè)量精度。因此，分析傳感器探頭在場(chǎng)域中引起的畸變量大小，優(yōu)化設(shè)計(jì)傳感器探頭結(jié)構(gòu)，研究一種可遠(yuǎn)程采集測(cè)量數(shù)據(jù)的電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，

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

3、儀器公司的儀器放大器INA128對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大；采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在軟件上主要以MPLABIDE為開發(fā)平臺(tái)，主要設(shè)計(jì)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(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行畸變校正。同時(shí)為了提高系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)行了相應(yīng)的軟件抗干擾研究。
　　在根據(jù)國(guó)標(biāo)GB-T12720-1991要求，設(shè)計(jì)的均勻電場(chǎng)產(chǎn)生裝置下的試驗(yàn)表明，本系統(tǒng)在選取取樣電容為350pF時(shí)，通過采用最小二乘法對(duì)電場(chǎng)測(cè)量