[实用新型]一种基于电致伸缩效应的电场传感器

说明书

一种基于电致伸缩效应的电场传感器，它包括由电致伸缩陶瓷块外壳，电致伸缩陶瓷块外壳内设有槽体，在槽体中设有应变片，应变片包括应变片基片，应变片基片上设有栅体结构，栅体结构通过端点与连接导线的一端连接，连接导线的另一端与电桥电路连接，应变片通过粘贴剂贴设在电致伸缩陶瓷块外壳内槽体壁上。本实用新型的目的是要提供一种结构精简、体积小、功耗低能很好实现电场强度测量的电场传感器。

技术领域

本实用新型涉及电场测量技术领域，具体说是一种基于电致伸缩效应的电场传感器。

背景技术

电场传感器是一种具有良好的抗电磁干扰能力和快速响应速度的传感器，主要用来测量电场强度和电势。电场传感器广泛应用于国防、航空航天、气象探测、电力、地震预报等多个领域。例如，在气象领域，借助电场传感器对地面和空中大气电场变化的监测，可以获取准确的气象信息；在工业领域，利用静电场传感器监测工业环境中的电势分布和电场分布，有助于我们及时采取有效措施预防事故的发生。

目前，我们常用的电场传感器有很多，如电晕探针电场传感器、MEMS电场传感器、电容式电场传感器和光学电场传感器等。电晕探针电场传感器主要利用阻值较大的电阻使电晕尖端电流与电场强度成线性关系来实现，但是电晕探针电场传感器体积较大，有的探针甚至需要达到2m，而且它容易受到气候条件的影响，在雨雪等天气使用时其可靠性会明显降低；MEMS电场传感器作为当前比较热门的一种传感器虽说其具有体积小、重量轻、功耗低等优点，但是其制造难度较大，对制作工艺的要求很高且可靠性和精度还无法达到传统工艺的标准；电容式电场传感器也是一种广泛使用的传感器，它结构简单、体积小、适应性强、温度稳定性好，但是在实际使用时易受静电引力和温湿度等外界因素的影响，导致测量不准确，并且它的准确度不够，无法做到精确测量；光学电场传感器是目前所有电场传感其中精度较好的一种，它利用光线通过晶体后相位差会改变这一特点并对光线进行光电转换，这样可以有效的测量出电场的变化，然而这种利用光电效应制成的光学电场传感器本身光路复杂,体积很大，不便于携带，同时也使得这种设备无法大批量生产。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种结构精简、体积小、功耗低能很好实现电场强度测量的电场传感器。

实用新型的目的是这样实现的：

一种基于电致伸缩效应的电场传感器，它包括由电致伸缩陶瓷块外壳，电致伸缩陶瓷块外壳内设有槽体，在槽体中设有应变片，应变片包括应变片基片，应变片基片上设有栅体结构，栅体结构通过端点与连接导线的一端连接，连接导线的另一端与电桥电路连接，应变片通过粘贴剂贴设在电致伸缩陶瓷块外壳内槽体壁上。

上述电致伸缩陶瓷块外壳为长方体结构。

上述电致伸缩陶瓷块外壳由高分子聚合材料制成。

上述应变片采用了丝绕式应变片，中间部分由电阻丝构成栅体结构且呈折叠形状。

上述应变片基片为环氧树脂薄膜。

上述栅体结构采用康铜箔制成。

上述导线采用四芯屏蔽线。

采用上述技术方案，能带来以下技术效果：

1)、本实用新型装置以电致伸缩陶瓷为敏感元件，利用其电致伸缩效应可以在电场环境下把周围存在的电场以机械形变的形式表现出来。相比目前使用的比较广泛的由压电材料，本实用新型的可靠性更高且迟滞性小，测量准确性更高，更有利于对电场的测量。

2)、本实用新型装置中粘接一片应变片作为换能元件，通过应变片与电致伸缩陶瓷一起发生机械形变，使得电致伸缩陶瓷的形变量转换为应变片的电阻变化量，这样测量就会更容易，并且由于应变片本身体积也很小，这样就使制成的电场传感器体积更小。