电场传感器现
光纤电场传感器的试验测试研究
研制开发光纤电场传感器的试验测试研究潘生华，肖继忠（浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江由于光纤电场传感器具有抗干扰、体积小、灵敏度高以及重量轻等特点，特别是其突出的绝缘性和屏蔽效果，使其在强电磁场的极端环境中被广泛应用。
为了测试光纤电场传感器的实际应用效果，对传感器进行了基础试验、冲击试验等一系列测试。
通过测试发现，被测试的光纤电场传感器具有灵敏度高、抗干扰性好、性能可靠以及体积小巧等特点，能够满足绝大多数强电磁场环境中应用的要求，具有一定的实用性和可推广性。
电场传感器；光纤；电光效应；试验研究Test and Research of Optical Fiber Electric Field SensorPAN Sheng-hua，XIAO Ji-zhongZhejiang Zheneng Shaoxing Binhai Thermal Power Co.，anti-interference，small size，highthe optical fiber electric field sensor can be widely used in the extreme environment of strong electromagnetic field. In order to test the practical application effect of the optical fiber electric灵敏度是电场传感器最重要的参数指标，因此该实验的主要目的是测试电场传感器的灵敏度。
一般。
如果和空气的接触面积。
不过，因为晶体尺寸是完全有界限的，并不会存在无限大的情况。
同时，电场分布会因为晶体外形的不同而受到较大影响。
例如，在一定范围内，晶体体积越小，测电场强度直接反映了灵敏度，因此只需要测试感应电场强度即可得到灵敏度的度量大小，测试结果如的大小代表数据结果可知，大小存在显著联系，上述结论成立。
微型电场传感器在工频电场测量中的应用研究
微型电场传感器在工频电场测量中的应用研究仝杰;雷煜卿;刘国华;王鹤;金学明;杨鹏飞;彭春荣【摘要】该文基于高性能的MEMS电场敏感芯片研制出一种新型的工频电场测量系统.针对芯片调制被测电场后其输出信号的特征,采用正交相关检测原理提出一种可抑制背景干扰噪声的工频电场解调算法,设计出小型化、空间分辨力高的工频电场测量探头,并在基础上提出MEMS工频电场测量系统的系统级设计方案,成功实现了MEMS电场敏感芯片输出信号的无线采集、滤波、以及电场信号的高精度解调.高压输电线路下工频电场测量结果表明,MEMS工频电场测量系统与传统电场测量仪的测量结果具有良好的一致性.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】6页(P3036-3041)【关键词】电场传感器;工频电场;正交相关检测【作者】仝杰;雷煜卿;刘国华;王鹤;金学明;杨鹏飞;彭春荣【作者单位】中国电力科学研究院有限公司北京 100192;中国电力科学研究院有限公司北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析实验室北京100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析实验室北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析实验室北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京 100192;北京中科飞龙传感技术有限责任公司北京100083;北京中科飞龙传感技术有限责任公司北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TP212.11 引言电场探测技术在电力行业中不可或缺，已经成为一种非常有效的科学研究和测量手段。
精确地测量电力设备周围空间电场及变化，对电力设备的设计制造和安全运行具有非常重要的意义。
电场传感器的工作原理
电场传感器的工作原理电场传感器一般由一个感应电极和一个参考电极组成。
感应电极通过外部电源提供一个固定电压，形成了一个稳定的电场。
当有物体靠近感应电极时，该物体会改变电场的分布，因而引起感应电极上的电压改变。
传感器测量这个电压变化，并将其转换为相应的位置或动作。
1.形成电场：感应电极通过外部电源产生一个稳定的电场。
电场线由正极指向负极，形成一个电场区域。
2.感应电荷：当物体靠近感应电极时，物体表面的电荷会与感应电极的电场产生相互作用。
根据库仑定律，电荷之间的相互作用力与两者之间的距离成反比。
3.电场变化：感应电荷和感应电极之间的相互作用会引起感应电极上的电荷分布变化。
这导致感应电极的电势发生变化。
4.电压测量：传感器测量感应电极上的电压变化。
通常使用放大器来增强电压信号，以便更准确地测量电压变化。
5.位置或动作判断：通过测量电压变化的幅度和时序，传感器可以确定物体的位置和动作。
例如，当手指触摸感应电极时，电场的变化将反映出手指的位置和接触力。
1.非接触式测量：电场传感器可以实现物体位置和动作的非接触式测量。
这意味着物体无需直接接触传感器即可被感知到，极大地方便了应用。
2.高灵敏度：电场传感器对电场的微小变化非常敏感，可以检测到非常细小的物体位置和动作变化。
3.高精度：电场传感器可以提供高精度的测量结果，通常在微米甚至更小的尺度上。
4.低功耗：电场传感器的功耗较低，适用于需要长时间运行的电池供电设备。
5.可靠性高：由于无机械接触，电场传感器具有较高的可靠性和耐用性。
电场传感器在很多领域中得到应用，如触摸屏、手势识别、物体跟踪等。
它们可以实现高精度的位置和动作检测，为人们提供更直观、便捷的人机交互体验。
随着技术的不断进步，电场传感器的性能将会进一步提高，应用范围也会不断扩大。
关于电场传感器的研究分析
关于电场传感器的研究分析摘要：电场传感器在测量瞬态电常、交变电场和静电场方面发挥重要作用。
由于三种电场所处环境存在差异，所以需要应用到不同原理和不同结构的传感器。
在科学技术推动下，虽然很多电场传感器可以同时测量两种或三种电场，但在测量同一类电场时，由于传感器原理和结构不尽相同，所以其用途、准确性、量程等方面也有所差异。
基于此，本文将对电场传感器进行深入分析，希望能够为专业人士提供参考、借鉴。
关键词：电场传感器；电厂测量；瞬态电场；交变电场；静电场引言：电场测量无论在提高人们生活质量，还是在促进科技进步方面，都具有重大意义。
通过电场传感器测量大气，能够获取准确、有效的信息，有利于及时发现大气中存在的地震、沙尘暴等灾害隐患，从而将自然灾害破坏率降到最低。
在加油站、面粉厂等容易发生火灾的区域进行电场测量，能够减少火灾事故发生率。
另外，在飞机飞行过程中，受气候环境影响容易发引发全问题，导致飞机中的精密电子设备产生故障，利用电场传感器对电场进行测量，能够从根源上减少安全隐患，为飞机稳定运行提供保障。
由此可见，对电场传感器进行研究，已经成为促进社会和谐发展、推动科技持续进步的重要手段。
一、测量静电场或低频电场的电场传感器（一）测量极低频电场的电场传感器极低频电场传感器能够对电场宽带0.08Hz-2MHz之间的电场进行测量。
可以远距离定位雷电或探测大气层附近地场，这种传感器的应用原理，是在极低频电场中设置两个相互平行的导体，通过导体感应出感应电荷。
当两个平行导体电容量超出差放输入电容，同时电阻小于差放输入电阻，能够得出以下公式：E=V/d，其中E代表待测低频电场的强度，V代表测量电压，d代表导体之间的距离，测试电压和待测场强为正比关系。
采用这种测量方法对电场进行测量时，需要保证电线容量满足一定需求，同时差分放大输入阻抗要很高，电容要很小，只有满足这一需求，才能够确保原波形不失真[1]。
1.球型电场传感器在大气空间静电场测量过程中时常用到球型电场传感器，在实际操作中，需要利用气球将传感器带入空中对大气空间进行探测，测量信号会通过发射装置及时反馈到地面。
野外电磁勘探仪器中的电场传感器和磁场传感器
电法勘探中的传感器电法勘探分成传导类电法勘探和感应类电法勘探两类。
对于传导类电法勘探只需进行电场测量就可以了，对于感应类电法勘探则要进行电场和磁场两种测量，下面介绍两种测量的传感器：4.1电场接收器电场接收器,简称测量电极。
相对其它地学传感器而言，测量电极的构造很简单。
人们经常使用的测量电极主要有三类: 金属电极式电场接收器；石墨电极式电场接收器；金属-金属盐溶液式电场接收器。
在电法勘探中，电场接收器的接收质量主要由三个特性来衡量：电场接收器的噪声频谱范围、温度系数和极化程度的长时间稳定性。
一、电场接收器的噪声电场接收器的用途是给出其布极地点介质电位差。
这样，它就必须将这点的大地中所含离子导体的电位传送给电子导体，即金属测量线。
然后，被送去测量系统进行各种信号处理。
在应用电场接收器对大地电场进行测量时，金属和电解质之间的接触面上会产生一种附加电位。
如果这种附加电位保持常数，它们就不会对两个电极之间的电位差变化（即大地电位差变化）产生干扰。
如果它们是一个不稳定的常数值，则这种附加电位（又称接触电位）的变化可能与信号混淆，从而形成对测量信号的干扰，这就是电场接收器的噪声。
一般说来，噪声的大小可以用噪声密度来衡量，噪声密度可以用√Hz的形式来表示。
但是，这种方式不能直接给出噪声对测量的影响。
为了对两个器件的噪声进行比较，比较合理的方法是利用一个带宽常数ΔF/F。
如果选择ΔF=F，F1：F=F：F2和F2-F1=F，便由此可得F1=0.62F和F2=1.62F。
在我们的讨论中，噪声值都以峰-峰电压值表示，而带宽都是取值为F。
二、电场接收器噪声的测试由仪器测量到的噪声为装置的总体噪声。
为此，必须尽量排除记录装置中每个噪声源的影响，其它的噪声源有：1、放大器的噪声因为一个好的电极的噪声是很低的，一般约几MV左右，所以，应该利用优良的低噪声放大器，它应有差分的输入形式，以及高的输入电阻，放大器的第一级要采用低噪声器件2、高频噪声的滤除：在信号输入之前，就需要将测频带以外的各种频率滤除干净，如广播电视和大气层中的高频噪声。
海洋电场传感器综述
!/78#9:;<)=<>$)?@")?A&
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
!
南通大学学报自然科学版
!" 年
海洋占地球总面积的 #$%以上蕴藏着可供人 类持续发展的宝贵资源财富也是各国推动经济可 持续发展参与国际化竞争的战略要地&'( 强大的科 学技术是建 设海洋强国 的先决条件&!( 在海洋科技 中 海洋传感与环境检测技术在保护海洋生态环 境维护国家海洋主权开发海洋资源和发展海洋 经济等诸多领域都发挥着至关重要的作用是世界 各 国 在 海 洋 竞 争 中 重 点 发 展 的 研 究 方 向&"(
于主要的两类海洋电场传感电极 EFBEFG9 和碳纤维电极的研究水平然后简述了国内具有代表性的科研单位
和高校在这方面具有代表性的研究进展接着详细介绍了电极的性能评价方式可能的传感机理以及信号调理
电路最后提出了现有海洋电场传感器所面临的关键问题和可能的解决建议从电极的精准调控机理模型电路
使用电场传感器MC33794的模拟游戏控制器
过使用 Ｆ ｅｓａ 公司的 ＭＣ ３ ９ ｒｅｃｌ ｅ ３７ ４电场传感器 ， 计了一 设
种 新 型 的 模 拟游 戏 控 制 器 。该 模 拟 游 戏 控 制 器 通 过 电 场
传感器的电极 ， 非接触 感知 手掌的姿 态 ， 从而 控制模 拟游
戏 中各 个 方 向上 的 力度 ， 现 对 “ 拟 ＝ 控 制 的 功 能 。 实 模 屠”
度 下 汽 车 的 行驶 会 有 不 同 的 表 现 在 以 往 的 低 成 本 游 戏 控 制 器 中 ， 能感 知 这 些 强 度 连 续 变 化 的 模 拟 量 。在 本 设 不
计 中 ， 手 掌放 置 于模 拟 游 戏 控 制 器 电 极 一 将 ｋ方 ， 制 时 只 控
ｆ 王
正 弦波 的 谐波 含量 非 常 低 ，ｆ 口以避 免产 生 谐 波干 扰 。 内 部
产 生 器 可 以 产 生 ５ ０ Ｖ 的 峰 一 输 出 电 压 ， 通 过 大 约 ． 峰 并 ２ ２ Ｑ的 内 部 Ｉ 。 ＭＣ ３ ９ 乜阻 ３ ７ ４与 ＭＣ 的 连 接 示 意 图 如 Ｕ
图 １所 示 。
容式触摸感应、 电场非接触传感 、 人脸识别及语音识别等 ，
人 机 接 口的 智 能性 、 用 性 及 可 靠 性 也 显 著 提 高 。本 文 通 易
ｘ 物 体 进 行 非 接触 感 应 的应 用 它 包 含 了 产 生 电 场 所 必 寸
需 的电路 ， 能够产生 低水平 电场 ， 测量 由于物体在 电场 中
图 １ Ｍ０ ３ ９ ３ ７ ４与 ＭＯ Ｕ的 连 接 示 意 图
４ 平｝ 入 系 启 ＿ 固 团 圜 ６ ‘ 軎 纯 阳 翻 ＿ 叠 咖 机
ａ ｍｎｃ．ｆ 专 ） ｄ ｅｔｍｎ 告 用 ｖ ｓ． ｃ ＠ ｅｎ （
基于新型电场传感器的绝缘子缺陷检测技术研究
路 ， 可 以检 测 出 感应 电流 的 大 小 ， 而 实 就 从 现外 电场 的探 测 。 基于微加工技术的微型电场传感器具有 些明显的优点 ： 体积小、 重量轻、 功耗低、 可 批量生产、 成本低、 易于集成化。 试验中所使 用 的微型 电场 圆形传感 器 ， 图２ 如 所示 。
・
应用研究 ・
基于新型 电场传感器的绝缘 子缺 陷检测技术研究
陈 成
（ 武汉大学 电气工程 学院
湖北武汉
４０７） ３０２
摘 要 ： 用徽 型 电场传 感 器测量缺 陷复合 绝缘 子和 正常 绝缘子之 间 的表 面电场分布进 行 测量 ， 采 比较 不 同缺 陷绝缘 子和正 常 绝缘 子 附近 电场的 差异来诊 断 复合 绝缘 子缺 陷 。 试验 结果表 明 ， 当测量距 离较近 时 ， 型 电场传 感 器 圆筒探 头可 以检 测 出缺 陷 微 复合 绝缘子 的 电场 分布 发生 明显 变化 ， 其径 向 电场分 布 与正 常 复合绝缘 子 的 电场分 布 曲线 相比较 ， 明显 减小 的特征 。 有 通过试
绝缘 子 是输 电线路 中的 一个 重 要部 分 ， 缺陷 绝缘 子 会 对 电力 系统 的安 全 运 行构 成 极大威胁 ， 并导致严重的经济损失。 缺陷绝 缘子会对其表面径向和轴 向电场分量产生 影响， 其周 围的电场分布曲线的形状可用于 检测缺陷绝缘子 ， 国内外都 已对其进行了相 关的研究。 本文基于这些研究成果 ， ［ １ Ｊ 应用 微型 电场 传感 器 ， Ｉ Ｖ 合 绝 缘 子进 行 对 ｋ 复 ｌ Ｏ 了缺 陷检 测模 拟试 验 。 型 电场 传感 器具 有 微 体积 小 、 量 轻 、 耗 低 、 批 量 生 产 、 本 重 功 可 成 低、 易于 集 成 化 等 许多 优点 ， 复 合 绝缘 子 在 检测 方 面 具 有较 大 优 势 以及 良好 的 应用 前 景。 本文通过试验讨论 了微型 电场传感 口 器检测复合绝缘子缺陷的可行 陛， 并提出了 些存在的问题 ， 为非接触式检测缺陷绝缘 子提供 了一 些借 鉴 。
电场传感器用途
电场传感器用途电场传感器是一种能够感知和测量电场强度的设备，广泛应用于各个领域。
它的主要作用是通过检测电场的变化来实现不同的功能。
下面将介绍电场传感器在不同领域的具体用途。
一、安防领域在安防领域，电场传感器被广泛应用于入侵检测系统中。
通过布置电场传感器，可以监测特定区域内电场的变化情况，一旦有人或物体进入该区域，电场会发生改变，传感器会立即发出警报。
这种电场传感器可以实时监测并提醒人们注意潜在的入侵行为，提高安全性。
二、医疗领域在医疗领域，电场传感器被用于测量人体的生物电信号。
例如，心电图是通过电场传感器来检测和记录心脏的电活动，帮助医生诊断心脏疾病。
此外，电场传感器还可以用于监测脑电图、肌电图等生物电信号，为医生提供更多的生理信息，辅助疾病诊断和治疗。
三、环境监测领域电场传感器在环境监测领域也有重要的应用。
例如，它可以用于测量大气中的电场强度，从而预测天气变化。
当电场强度发生明显的变化时，往往意味着天气将要发生变化，比如雷暴天气的来临。
电场传感器的应用可以提前预警，并为人们采取相应的措施做好准备。
四、电力系统领域在电力系统领域，电场传感器被用于检测高压线路的电场分布情况。
它可以帮助工程师和技术人员了解电场的变化规律，判断电力系统是否正常运行。
一旦电场超过安全范围，电场传感器会发出警报，以避免潜在的事故发生。
这对于保障电力系统的稳定运行具有重要意义。
五、智能科技领域电场传感器在智能科技领域也有广泛的应用。
比如，智能手机中的触摸屏就是利用电场传感器来检测人体接触时电场的变化，实现触摸操作。
此外，电场传感器还可以用于无线充电设备中，通过检测电场的强度和方向来实现无线充电功能。
六、工业自动化领域在工业自动化领域，电场传感器被用于检测电场的分布情况，以实现物体的定位和测距。
利用电场传感器，工业机器人可以判断物体与自己的距离和方向，从而更准确地完成各种操作，提高生产效率。
总结起来，电场传感器具有广泛的应用领域，包括安防、医疗、环境监测、电力系统、智能科技和工业自动化等。
电场传感器现状Microsoft Word 文档
电场传感器电场传感器是一种具有良好的抗电磁干扰能力和快速响应速度的传感器。
它能够测量高电压电力系统中的瞬变电场，可广泛用于电场强度的探测。
为气象保障提供可靠的手段和依据，避免了强电场的破坏作用，对发射器升空具有重大的意义。
电场传感器的现状电场的探测不仅对导弹、火箭、航天器发射升空中意义重大,而且对城市环境污染、超净实验室、炼油厂、贮油站、炸药厂、壁纸厂、矿山开采、森林防火、工厂内部静电场等地面上易引起静电和易受静电及雷电危害的场所也有着广泛的应用。
国内外先后研制出多种电场传感器对电场强度进行监测,可以直接测量地面或空中电场强度,实施有效的监测和分析,为气象保障提供可靠的手段和依据,避免了强电场的破坏作用。
目前已有的电场传感器只能检测一维或两维电场强度,探测方向一般与传感器主轴方向平行或垂直。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电场传感器
电场传感器是一种具有良好的抗电磁干扰能力和快速响应速度的传感器。
它能够测量高电压电力系统中的瞬变电场，可广泛用于电场强度的探测。
为气象保障提供可靠的手段和依据，避免了强电场的破坏作用，对发射器升空具有重大的意义。
电场传感器的现状
电场的探测不仅对导弹、火箭、航天器发射升空中意义重大,而且对城市环境污染、超净实验室、炼油厂、贮油站、炸药厂、壁纸厂、矿山开采、森林防火、工厂内部静电场等地面上易引起静电和易受静电及雷电危害的场所也有着广泛的应用。
国内外先后研制出多种电场传感器对电场强度进行监测,可以直接测量地面或空中电场强度,实施有效的监测和分析,为气象保障提供可靠的手段和依据,避免了强电场的破坏作用。
目前已有的电场传感器只能检测一维或两维电场强度,探测方向一般与传感器主轴方向平行或垂直。
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。