带自校正及自构电场的单极式电压测量传感器及测量方法

摘要

本发明涉及一种带自校正及自构电场的单极式电压测量传感器及测量方法。传感器具体包括绝缘介质、高压电极、电场传感器、电压基准源、信号采集处理单元和数据接收终端。电压基准源为传感器提供一个原始的校准因子用于后续数测量时的据处理；利用高压探针获得电压信号，将其施加在高压电极上，带电高压电极会在空间形成一个电场，通过内置于电场空间的电场传感器采集电场信号，并将其转换为相应的感应电压，通过后续电路处理得出电极间电场的大小，再根据电场与施加电压的数值关系，逆向推算测量电压的大小。本发明具有响应速率快、无磁饱和、体积小，结构简单，安装方便、制造成本较低等优点。

主权项

1.带自校正及自构电场的单极式电压测量传感器，其特征在于：包括绝缘介质（1）、高压电极（3）、电场传感器（4）、电压基准源（5）和信号采集处理单元（6），其中：所述高压电极（3）和电场传感器（4）埋设在绝缘介质（1）中，高压电极（3）通过与高压进线端（2）连接的高压探针获得电压信号；电场传感器（4）采集高压电极（3）所形成的电场信号，并将其转换为感应电压，输入信号采集处理单元（6）进行处理，然后由无线传输（7）发送到数据接收终端（8）；高压进线端（2）还通过开关与电压基准源（5）连接，所述开关控制电压基准源（5）的连接与断开实现传感器自校正测量；所述自校正测量方法步骤如下：a）接通电压基准源（5）输入校准电压；b）电场传感器（4）获得感应电压，经信号采集处理单元（6）处理，计算出感应电场，计算公式如下：式中：表示感应电场，ε表示介电常数，ω表示校准电压的角频率，表示输入电阻，C_M表示电场传感器外接的测量电容，表示的有效值；c）计算校正因子k,并将校正因子k保存到数据接收终端（8），计算公式为：；d）断开电压基准源（5），高压探针探测被测点电压，重复步骤b）的处理和计算，此时得到的为；e）根据数据接收终端（8）保存的校正因子k，获得被测电压，计算公式为：。