[发明专利]一种基于板状结构的纳伏级信号源产生方法

说明书

本发明属于水下电场传感器校准技术领域，涉及在试验水池中产生一种纳伏级别电场信号源的方法。本发明的技术方案是使用高精度的信号源在试验水池的板状电极上施加信号，产生均匀电场信号，利用一个可调阻值的大电阻串联在信号源回路中构成分压电路，使得试验水池两端的板状电极的电压减小到预先计算得到的数值，此时回路中的噪声主要包括信号源噪声、可调电阻热噪声以及板状电极与溶液等效电阻产生的噪声，当信号源和电阻的噪声以及环境符合要求时，在水池中产生均匀的纳伏级水下电场信号。本发明的效果和益处是在进行低噪声水下电场传感器校准时，通过镀铂板状金属电极在试验水池中产生纳伏级别的均匀电场，实现传感器微弱电场信号高精度校准，方法简单、有效，能够提高低噪声水下电场传感器微弱信号校准的准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于水下电场传感器校准技术领域，涉及在试验水池中产生一种纳伏级别的电场信号，特别涉及一种基于镀铂板状结构的均匀分布的纳伏级别信号激励技术。

背景技术

水下电场传感器是组成目标水下电场测量系统的核心测量单元，其对微弱信号的灵敏度关系到目标水下电场探测距离的范围。因此如何检定水下电场测量系统对微弱信号的响应具有十分重要的意义。水下纳伏级信号源校准系统主要用于标校水下电场测量系统对微弱信号的测量精度，最大程度的消除测量偏差，其基本原理是通过高精度信号源产生纳伏级信号，经过板状金属电极在试验水池中产生纳伏级别的均匀电场，将水下电场测量系统置于试验水池的均匀电场区域进行测量，实现测量系统对纳伏级信号的标校，得出测量系统对于微弱信号测量能力的评估。目前国内对于水下电场测量系统的标校研究才刚刚起步，而基于纳伏级信号源的水下电场校准系统尚未开展研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种在试验水池中产生均匀纳伏级信号源的设计方法，解决纳伏级信号源电路搭建及调试问题。

本发明的技术方案是：选择高精度信号源作为激励源，信号源的频率范围覆盖DC-1MHz；可调变阻器采用阻值范围为0-1M欧姆的滑动变阻器，阻值可根据输出信号量级要求进行调节；选用表面镀铂的板状电极作为激励电极，由于激励信号源包括直流和交变信号，对于交变信号而言，激励电极的极性会随信号频率发生变化，采用镀铂的板状电极可以有效克服极性变化对电极化学性能的破坏，同时铂金属具有良好的耐腐蚀性，可以有效克服高盐度溶液的腐蚀，保证板状电极可以长时间稳定使用。

使用高精度的信号源在试验水池的板状电极上施加信号，产生均匀电场信号，利用一个可调阻值的大电阻串联在信号源回路中构成分压电路，使得试验水池两端的板状电极的电压减小到预先计算得到的数值，此时回路中的噪声主要包括信号源噪声、可调电阻热噪声以及板状电极与溶液等效电阻产生的噪声，当信号源和电阻的噪声以及环境符合要求时，即可在水池中产生均匀的纳伏级水下电场信号。

本发明的效果和益处是：在进行低噪声水下电场传感器校准时，通过镀铂板状金属电极在试验水池中产生纳伏级别的均匀电场，实现电场传感器微弱电场信号高精度校准，方法简单、有效，能够提高低噪声水下电场传感器微弱信号校准的准确性和可靠性。

附图说明

附图1是板状结构的纳伏级信号源装置示意图(前视图)。

图中：1滑动变阻器；2高精度信号源；3镀铂板状电极；4溶液；5非金属计量水池。

附图2是板状结构的纳伏级信号源装置示意图(俯视图)。

图中：1板状电极非金属滚轮卡槽；2电极固定支架；3镀铂板状电极；4、5水池上端非金属滑轨。

附图3是纳伏级信号源电路原理图。

图中：1高精度信号源内阻；2滑动变阻器电阻；3板状电极及溶液内阻。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。