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摘要
三维电场传感器具有广泛的应用需求。在传感器应用环境中存在空间电荷的条件下，带电粒子有可能在电场传感器表面产生电荷积累，对电场检测造成干扰，这是影响测量准确性的一个关键因素。尤其对于MEMS三维电场传感器，尚缺乏相关的机理研究和解决方案。针对这个问题，作者探究了表面电荷积累对传感器感应待测电场的影响，分析了电荷积累产生的干扰与传感器结构尺度的关系，并通过有限元仿真和实验验证了理论分析的正确性。在此基础上，提出一种通过对传感单元感应信号的差分解算消除传感器表面电荷积累对电场测量影响的方法。本文研制出抗电荷干扰的三维电场传感器样机。实验表明，在0～30 kV/m待测电场范围内，传感器测量误差在4.2%以内。
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单位中国科学院; 中国科学院大学
