[发明专利]用于测量电场的装置

说明书

本发明涉及一种用于测量电场(E)的装置，所述装置包括由在运行温度中导电的材料构成的微机械结构(1)，其中，所述微机械结构(1)具有框架区段(2)和能移动的区段(3)，其中，所述能移动的区段(3)与框架区段(2)导电地并且机械地弹性连接并且能够相对于所述框架区段(2)移动，其中，这样设计所述微机械结构(1)，使得在将所述微机械结构(1)布置在具有平行于第一方向(x)的不等于零的第一场强分量(E_x)的电场(E)中时，实现微机械结构(1)的电极化，所述电极化导致产生作用在所述能移动的区段(3)上的平行于第一方向(x)的第一力分量(F_x)以及所述能移动的区段(3)相对于框架区段(2)的空间布局的取决于所述第一力分量(F_x)的变化，并且其中，设置有探测器件(9、11、15、16)，以便确定所述能移动的区段(3)相对于框架区段(2)的空间布局的变化。

技术领域

本发明涉及一种用于测量电场、尤其是静电场或者准静电场的装置。

背景技术

对电场、尤其是静电场或者相对较慢变化的电场的测量在不同领域中都起到重要的作用。电场的确定例如在必须避免表面电荷的受到静电保护的区域中的工作场所中、例如在电子构件的制造和包装中可能是重要的。为气象学提供重要信息的、对地球大气中的电场的测量则是完全不同的示例，因为由于天气现象例如雷雨、冷锋/暖锋过境或者雨云导致该电场的变化。尤其还应当提到的是雷电研究，对大气中的静电场的监测对于雷电研究而言具有重大意义，以便例如能够预测雷电的出现。

由现有技术尤其已知将电场仪用于测量电场，在所述电场仪中借助旋转的叶轮周期性地暴露和重新遮蔽导电的传感器电极，从而使传感器电极能够通过外部电场的感应交替地充电和放电，例如参见D.A.Hill和M.Kanda所著的The measurement,instrumentation,and sensors handbook XXV,第47章,Electric Field Strength(CRCPress LLC和IEEE Press,1999)。由于具有叶轮，电场仪通常也被称为电场磨(Feldmühle)。电场磨的缺点在于，所述电厂磨通常必须相对较大地设计尺寸并且相应地是笨重的。除此之外，即使对于尺寸相对较小的电场磨，通常也规定将相应的电场磨的各个单独的部件、尤其是将传感器电极接地，这不可避免地使待测量的电场失真。

与之相对，由现有技术已知的用于测量电场的电光传感器不需要接地，并且在待测量的电场的可能的失真方面优于电场磨，例如参见N.J.Vasa et al.,Journal ofMaterials Processing Technology 185(1-3),173(2007年4月)。例如可以借助电光晶体根据光吸收或者折射率的变化来确定电场强度。然而，已知的电光传感器具有较强的固有的温度不稳定性，所述温度不稳定性可归因于与相应的传感器材料的热膨胀有关的热电效应。

本发明的技术问题

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于测量电场、尤其是静电场或者随时间缓慢变化的电场的装置，所述装置避免了上述缺点。按照本发明的装置尤其应当不使待测量的电场失真并且按照本发明的装置应当是能小型化的并且应当尽可能是对于温度不敏感的或者温度稳定的。

发明内容