[发明专利]球载式MEMS探空电场传感器及其标定方法

权利要求书

1.一种球载式MEMS探空电场传感器，包括：

保温罩，内部形成一空腔，用于提供一容纳空间；并且该保温罩具有一开口；

MEMS电场传感器敏感芯片，设于所述保温罩所述容纳空间内；

感应探头，其一端固定连接在所述保温罩内的所述传感器敏感芯片上，另一端经所述保温罩的开口延伸至所述保温罩的外部。

2.根据权利要求1所述的球载式MEMS探空电场传感器，其中，所述感应探头从所述保温罩内部向外延伸预设长度，其位于所述保温罩之外的一端部的形状为球体、倒角圆柱体或倒角正方体。

3.根据权利要求1所述的球载式MEMS探空电场传感器，其中，在所述开口处的所述感应探头与保温罩之间设有绝缘隔离层，绝缘隔离层电阻率不小于10⁸Ωcm。

4.根据权利要求1所述的球载式MEMS探空电场传感器，其中，所述保温罩为防静电保温罩，该防静电保温罩通过在泡沫或塑料外表面涂覆、包裹金属材料或防静电材料形成。

5.根据权利要求1所述的球载式MEMS探空电场传感器，还包括：

信号处理单元，位于所述保温罩之内，用于为敏感芯片提供工作的驱动信号，及处理敏感芯片的输出信号；

电源，包括干电池或干电池组，固定于所述保温罩内部；以及

加热单元，用于对MEMS电场传感器敏感芯片及信号处理单元进行辅助供热。

6.一种MEMS探空电场传感器集成系统，包括如权利要求1至5中任一项所述的球载式MEMS探空电场传感器，还包括探空仪电路及天线，该探空仪电路设于所述保温罩内，该天线从保温罩内部穿出。

7.根据权利要求6所述的MEMS探空电场传感器集成系统，其中，所述MEMS探空电场传感器的信号处理单元通过有线或无线方式将电场信号输出至探空仪。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的球载式MEMS探空电场传感器的标定方法，包括以下步骤：

获取MEMS探空电场传感器在平行板电场中的灵敏度k1；

获取在匀强电场大气环境条件下MEMS探空电场传感器测试电场值与地面标准电场仪测试值的比率k2；

根据获取的所述灵敏度k1与比率k2得到MEMS探空电场传感器的最终出厂灵敏度k，其中，k＝k1×k2。

9.根据权利要求8所述的标定方法，其中，获取MEMS探空电场传感器在平行板电场中的灵敏度k1包括：将传感器敏感探头放置于一对平行板产生的电场中，探头与低压极板齐平，施加不同的电场强度，读取传感器的输出值，通过线性拟合得到传感器的灵敏度k1。

10.根据权利要求9所述的标定方法，其中，获取在匀强电场大气环境条件下MEMS探空电场传感器测试电场值与地面标准电场仪测试值的比率k2包括：将MEMS探空电场传感器通过系留探空气球或无人机方式悬浮于空中，在匀强电场大气环境条件下，对比MEMS探空电场传感器的输出与地面标准电场仪的输出，得到MEMS探空电场传感器测试电场值与地面标准电场仪测试值的比率k2。