一种新型微加工交直流电场传感器设计

摘要

提出一种灵敏度和测量范围可调的交流/直流电场传感器设计方案.该传感器采用绝缘体微加工工艺制造,由微弹簧支撑的金属膜组成,其工作原理为金属膜在入射电场作用下产生位移,并由光电探测器检测相应的输出电流差值.该传感器与传统电场传感器不同,无需旋转部件,避免了相关的磨损和维护等问题.利用激光位置监测系统实现了高灵敏度监测,通过对入射电场在传感膜上施加偏置电压进行调制,使传感器的测量范围从V/m到MV/m.实验测量结果显示,传感器在谐振状态下工作时,分辨率为0.1 V/m,灵敏度为180 V/(kV·m-1).在距离传感器75 cm的20 kV模拟电力线下进行测量,结果显示其分辨率为17 V/m,灵敏度为0.36 V/(kV·m-1).