阵列中的电场传感器一致性研究

余洋阳，孙东明，李 鹏 ，周年荣

(1.昆明理工大学 机电工程学院，云南 昆明 650504；2.重庆大学 电气工程学院，重庆 400044；3.云南电网责任有限公司 电力科学研究院，云南 昆明 650217)

传感器阵列在各个领域均得到高度的关注[1-4]，其中电场传感器阵列技术被广泛应用于目标定位和目标成像[5-8]等领域。文献[9]利用地面的球型传感器三角阵列，通过传感器表面的感应电荷量可以计算出空中飞行目标的坐标。文献[10]将电场传感器安装在无人机机翼上形成方形阵列，并通过定位算法计算出障碍物、输电线与无人机的距离，从而实现无人机主动避障。文献[11]利用电场传感器圆形阵列实现了危险源的方向判别，并给出距离测量的数学模型，可用于电力中的安全距离预警。以上方法均基于传感器具有较好的一致性条件。

传感器和人体均属于导体，导体位于电场中，在其表面同样会产生感应电荷。感应电荷会产生新的电场并与原来的电场进行叠加会使电场线出现扭曲[12]，扭曲的电场不仅会降低自身的测量精度，还会干扰阵列中的其他传感器测量。文献[13～15]对传感器布设参数进行优化设计，其目的是加大传感器的间距从而减少传感器间的相互干扰，并提升传感器的一致性。文献[16]在同一环境下对阵列中的传感器分别进行逐个标定，得到标定系数。通过标定系数进行误差补偿，从而提升传感器的一致性。但是这些方法并未从传感器结构自身出发提高传感器的一致性，因此本文提出了一种带屏蔽环的传感器。……