基于高性能的微机电系统(MEMS)敏感结构芯片研制了一种新型带电作业电场测量预警系统,通过实时检测电场大小,当超出电场安全阈值发出预警信号,提醒作业人员采取相应的安全措施。基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景噪声的快速模拟解...基于高性能的微机电系统(MEMS)敏感结构芯片研制了一种新型带电作业电场测量预警系统,通过实时检测电场大小,当超出电场安全阈值发出预警信号,提醒作业人员采取相应的安全措施。基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景噪声的快速模拟解调电路,解决了数字信号处理精度低、响应慢等不足;基于ARM微控制器设计了信号采集和无线发射模块,并通过Lab VIEW虚拟仪器实现上位机显示;采用多探头三维布点方式,有效降低了人体晃动带来的干扰;10 k V输电线路模拟实验和ANSYS仿真表明:实验与仿真结果具有良好的一致性,系统具有较高测量精度,安全距离预警误差小于4.17 cm。展开更多
文摘该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm×5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 k V/m^50 k V/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。
文摘基于高性能的微机电系统(MEMS)敏感结构芯片研制了一种新型带电作业电场测量预警系统,通过实时检测电场大小,当超出电场安全阈值发出预警信号,提醒作业人员采取相应的安全措施。基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景噪声的快速模拟解调电路,解决了数字信号处理精度低、响应慢等不足;基于ARM微控制器设计了信号采集和无线发射模块,并通过Lab VIEW虚拟仪器实现上位机显示;采用多探头三维布点方式,有效降低了人体晃动带来的干扰;10 k V输电线路模拟实验和ANSYS仿真表明:实验与仿真结果具有良好的一致性,系统具有较高测量精度,安全距离预警误差小于4.17 cm。
