文档摘要：使用正交排列的电容式传感单元的三维电场传感器(Three-dimensionalelectricfieldsensor,3DEFS)测量空间电场时,轴间耦合效应会严重影响EFS的测量精度.为此,提出了一种电场屏蔽电极,以降低3DEFS的轴间耦合效应,提高测量精度.首先,利用多物理场仿真软件构建电场分布模型.其次,根据仿真结果建立带屏蔽电极的3DEFS电容式传感单元的屏蔽电极模型.最后,建立任意角度的测试平台,将带有屏蔽电极的3DEFS和无屏蔽电极的3DEFS进行实验对比.结果显示,有屏蔽电极的3DEFS的测量偏差在3.2％以内,比无屏蔽电极的3DEFS的测量偏差减少12％.因此,所设计的基于电场屏蔽结构的3DEFS可以使解耦矩阵更加可靠,有效降低空间电场测量偏差.
Abstract：Whenthree-dimensionalelectricfieldsensor(3DEFS)withorthogonallyarrangedcapacitive-typesensingunitsisusedtomeasurespaceelectricfields,measurementaccuracyisliabletobeaffectedbythecouplingeffectbetweenaxes.Inthisstudy,anelectricfieldshieldingelectrodewasproposedtoreducetheinteraxialcouplingeffectin3DEFSandimprovethemeasurementaccuracy.Firstly,themultiphysicsfieldsimulationsoftwarewasusedtoconstructanelectricfieldmodel.Then,thecapacitive-typesensingunitsofthe3DEFSwithshieldingelectrodewasdevelopedbysimulationresults.Finally,anarbitraryangletestplatformwassetuptoexperimentallytestthe3DEFSwithshieldingelectrodesandthe3DEFSwithoutshieldingelectrodes.Theexperimentalresultsshowedthemeasurementdeviationofthe3DEFSwithshieldingelectrodeswaswithin3.2％,whichwas12％lowerthanthatofthe3DEFSwithoutshieldingelectrodes.Itcanbeconcludedthatthe3DEFSbasedontheelectricfieldshieldingstructurecanmakethedecouplingmatrixmorereliableandreducethemeasurementdeviationofspaceelectricfield.
作者：赵振刚 李宜锬 杨玄奕 罗川 Author：ZHAOZhengang LIYitan YANGXuanyi LUOChuan
作者单位：昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650500;云南省绿色能源与数字电力量测及控保重点实验室,云南昆明650500昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650500
刊名：测试科学与仪器
Journal：JournalofMeasurementScienceandInstrumentation
年，卷(期)：2024, 15(1)
分类号：
关键词：电容式电场传感器 空间电场 仿真分析 轴间耦合 电场屏蔽
Keywords：capacitive-typeelectricfieldsensor(EFS) 3Delectricfield simulationanalysis inter-axiscoupling electricfieldshielding
机标分类号：TM93TN302TM501.4
在线出版日期：2024年4月28日
基金项目：低轴间耦合的三维电场传感器[
期刊论文] 测试科学与仪器--2024, 15(1)赵振刚 李宜锬 杨玄奕 罗川使用正交排列的电容式传感单元的三维电场传感器(Three-dimensionalelectricfieldsensor,3DEFS)测量空间电场时,轴间耦合效应会严重影响EFS的测量精度.为此,提出了一种电场屏蔽电极,以降低3DEFS的轴间耦合效应,提高...参考文献和引证文献
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