[发明专利]一种用于消除电荷累积效应测量空间电场的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于消除电荷累积效应测量空间电场的方法及系统，属于电磁测量技术领域。本发明方法，包括：确定目标空间电场、空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场和空间电荷及离子流产生的电场的合成电场关系；采集两块敏感芯片测量的空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场，并确定比例关系；采集两块敏感芯片测量的合成电场；确定目标空间的空间电场。本发明在不影响测点电位的情况下，采用两块芯片交错布置，抑制芯片间的屏蔽效应，测量数据稳定，消除了由于空间电荷累积效应引起的测量不准确影响。

技术领域

本发明涉及电磁测量技术领域，并且更具体地，涉及一种用于消除电荷累积效应测量空间电场的方法及系统。

背景技术

现有的空间电场测量装置绝大部分都是悬浮型场强仪，基本原理是位于交变电场中的导体，其表面感应电荷与待测电场按同频率随时间变化，对此感应电荷进行处理，便能得到与待测电场中成比例关系的电压或电流信号，从而实现电场的测量。

这种工作原理的场强仪，如果工作在充满空间电荷的场合，会在场强仪的外表面累积电荷，从而形成静电场。对于交流电场测量来说，这种累积电荷的影响可以忽略；但是对于直流电场的测量来说，随着累积电荷的不规则变化，这种电荷累积效应就会造成数值的错误读取。

对于累积电荷的消除，最常用的方式就是接地，但在测量过程中，由于接地会人为的改变测量点的电位导致测量失败，因此不能采用接地的方式来消除累积电荷。

发明内容

针对上述问题，本发明一种用于消除电荷累积效应测量空间电场的方法，包括：

确定目标空间电场、空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场和空间电荷及离子流产生的电场的合成电场关系；

所述空间电场测量装置置于目标空间；

采集两块敏感芯片测量的空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场，并确定两块敏感芯片测量的空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场的比例关系；

所述两块敏感芯片交错布置于空间电场测量装置内部；

采集两块敏感芯片测量的合成电场；

根据合成电场关系、两块敏感芯片测量的空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场、比例关系和合成电场，确定目标空间的空间电场。

可选的，合成电场关系如下：

E_in＝E₀+E₁+E₂

E_in为合成电场、E₀为目标空间电场、E₁为空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场和E₂为空间电荷及离子流产生的电场。

可选的，比例关系如下：

E₂₁＝λE₁₁

E₂₁和E₁₁为两块敏感芯片测量的空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场，λ为E₂₁和E₁₁比值。

本发明还提出了一种用于消除电荷累积效应测量空间电场的系统，包括：

预处理模块，确定目标空间电场、空间电荷及离子流累积到空间电场测量装置腔体上盖产生的电场和空间电荷及离子流产生的电场的合成电场关系；