基于地面电场仪的雷电监测装置设计

针对目前国内外地面电场仪感应电流信号微弱、电磁干扰严重的问题,设计了一种新型双定子、差分式电场传感器。传感器感应到2路电流信号经过I/V转换器转为电压信号,通过减法器和50Hz工频陷波器消除共模干扰和工频干扰。光电开关传感器得到同步信号,采用相敏检波器对信号进行处理得到与场强成正比例关系的直流电压。经实验验证,该系统在-50～50 kV/m的模拟电场强度范围内,测量分辨力可达到10 V/m,线性度<1%。实际测量表明,差分式双定子结构和减法器有效消除了共模干扰,50Hz陷波器消除了工频干扰,高精度放大器提高了电场仪的测量精度。该系统能够实时测量大气电场的强度,并显示大气场强的变化曲线,可以为雷电监测预警提供必要的依据。

双定子地面电场仪雷电监测技术的研究

针对目前旋转式地面电场仪输入阻抗高、信号微弱易泄露,易受空间电磁波的干扰,设计了一种新型双定子差分式电场传感器。通过双定子输出信号进行差分消除共模影响,对双定子输出的微弱交流小信号进行有源等电位屏蔽消除信号的泄露,提高系统的检测灵敏度;传感器感应得到两路电流信号经过I-V转换器转为电压信号,通过放大器对信号放大,四阶带通滤波器对信号进行滤波,提高信号的信噪比;利用光电开关传感器得到测量信号的同步信号,采用锁相放大器对信号进行处理得到与场强成正比例关系的直流电压。试验表明,该系统能够实时测量大气电场的强度,可以为雷电监测预警提供必要的依据。