重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (6): 255-260.

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电容变换的自校准浮地电压传感器

李 江,张文斌,周 宇,杨 乐,黄汝金   

  1. 1.昆明理工大学 机电工程学院,昆明 650504; 2.昆明理工大学 理学院,昆明 650504
  • 发布日期:2024-07-29
  • 作者简介:李江,男,硕士,主要从事电场耦合原理电压传感器研究,Email:1548313370@qq.com;通信作者 张文斌,男,副教 授,主要从事侵入式电压测量、电磁测量、电磁场传感器、智能传感器及信息处理研究,Email:358171080@qq.com。

  • Published:2024-07-29

摘要: 在侵入式浮地电压测量中,由于探头与地的耦合电容受探头距地高度、安装位置下方带电导体的影响, 导致传感器增益不稳定,无法准确测量待测电压。针对该问题,提出一种基于电容变换的侵入式浮地电压测量校准 方法,实现传感器增益的自标定。介绍浮地电压测量的基本原理,并分析导致耦合电容发生变化的因素,进而提出 基于电容变换的自校准方法。为了减少空间杂散电场对测量系统的耦合作用,设计具有对后端电路进行等电位屏 蔽的传感器探头,并选取合理的电路参数。搭建实验平台进行幅值精度、相位精度、电场屏蔽抗干扰、不同高度适应 性测试。实验结果显示:电压幅值最大相对误差为 1.99%,相位绝对误差为 0.51°;等电位探头对外界噪声具有屏蔽 作用;针对传感器不同高度所重构的待测电压最大相对误差为 1.66%

关键词: 电容变换;自标定;浮地电压测量;等电位屏蔽

中图分类号: 

  • TM933