电场测量的方法及其测量系统

摘要

电场测量的方法及其测量系统涉及一种具有微型探头的适用于高强度电场测量的方法及其数字式测量系统，适用于DC到AC、电器表面空间电场到环境空间电场的测量。本发明测量系统由电场传感器、数据处理系统、通信系统、定位系统、校正系统和电源组成，通信系统端口分别与定位系统端口、校正系统端口、数据处理系统端口、电场传感器端口相连；所述数据处理系统通过通信系统从电场传感器、校正系统、定位系统获取数字信息或向电场传感器、校正系统、定位系统发送指令；所述定位系统通过对被测对象和电场传感器的定位检测获取被测对象和电场传感器的位子及外形几何信息。

主权项

电场测量的方法，其特征在于包括充电、校验、定位、测量、验正五个步骤；充电步骤：1）将探头置于自然环境中；2）将校正系统的平板电极紧贴着探头真空室的上表面；3）将校正系统的棒电极与探头的充电电极相连，并使充电电极与测量小球接触；4）调节可编程直流电源电压至U1，使探测球与平板电极组成的球‑板电容系统充电；5）T1时间后，保持U1不变，快速使充电电极与探测球分离，并快速断开棒电极；6）继续保持U1不变，快速断开平板电极，探测球带Q1的电量；7）调节可编程直流电源电压至0，移除平板电极；校验步骤：1）将探头置于自然环境中；2）将校正系统的棒电极接地；3）将校正系统的平板电极紧贴于探头真空室的侧表面；4）使可编程直流电源输出有效值为U2，频率与被测工频电场频率一致的正弦波；5）在U2的作用下，探测球处的空间产生电场E2，激光背板检测激光枪射出光经平面镜反射的位移量；6）将摄像机设置于拍照模式，对激光背板进行拍照；7）将所得的照片通过通信系统实时传递给数据处理系统，数据处理系统从照片中读取U2产生的电场E2的比例幅值A2信息，记此比例参数集为G2；8）根据A2的值来预估探测球的充电量是否属于合理范围；若是，则调节可编程直流电源电压至0，移除平板电极，并进行下一个步骤；若不能，则重复充电步骤和校验步骤，直至是为止；定位步骤：1）将探头4置于需要测量电场的位置，用APS‑GPS系统测量出探测系统的大致位置，坐标记录为PG1，PG2，…PGN；2）用激光定位系统测量出探头与参照物、被测对象与参照物、探头与被测对象之间的相对位置关系，并分别记录为P11，P12，…P1N；P21，P22，…P2N；P31，P32，…P3N；测量步骤：1）将探头置于被测量工频电场E3中；2）激光背板检测激光枪射出光经平面镜反射的位移量；3）将摄像机设置于拍照模式，对激光背板进行拍照；4）将所得的照片通过通信系统实时传递给数据处理系统，数据处理系统从照片中读取E3的比例幅值A3信息，记此比例参数集为G3；5）比较被测电场E3参数集G3与已知电场E2参数集G2中的信息，得到被测电场E3的实际参数；验证步骤：1）将探头置于自然环境中；2）将校正系统的棒电极接地；3）将校正系统的平板电极紧贴于探头真空室的侧表面；4）使可编程直流电源输出有效值为U2，频率与被测工频电场频率一致的正弦波；5）在U2的作用下，探测球处的空间产生电场E2，激光背板检测激光枪射出光经平面镜反射的位移量；6）将摄像机设置于拍照模式，然后对激光背板进行拍照；7）将所得的照片通过通信系统实时传递给数据处理系统，数据处理系统从照片中读取U2此时产生的电场E4的比例幅值A4信息，记此比例参数集为G4；比较G4与G2，若相同参数变化在合理范围内，则视测量步骤所得参数集G3正确；否则重复上述充电、校验、定位、测量四个步骤，直至正确为止。