CN105116236A - 适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，包括：电场仪探头、天线、支撑架、主机以及电场仪底座；支撑架成倒置式L型，其一端固定安装电场仪底座上，其另一端固定安装有电场仪探头；在支撑架的不同位置还分别安装有天线以及主机；电场仪探头、天线分别与主机电连接；电场仪探头包括：旋转屏蔽片、差分式电荷传感器、接地电刷及其支座、导电环、同步信号斩波叶片、绝缘连接套、安装盘、光电检测电路、差分式前置级、电场仪探头外壳、恒速无刷电机安装部件、恒速无刷电机、连接件以及传输电缆连接插头插座。本发明有效地消除了与待测电场信号频率相近的低频噪声的共模干扰的影响，灵敏度和精度比现有的电场仪提高了1个量级。
Description
技术领域
本发明涉及旋转式大气电场仪，特别涉及一种适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪。
背景技术
旋转式大气电场仪已被广泛地应用于雷电监测与预报，并收到了很好的效果。但将旋转式大气电场仪用来监测太阳活动所引起的电效应和地震发生前可能出现的大气电场变化时，没能达到所希望的效果。类似的，旋转式大气电场仪用来探测30km以下的近地空间晴天大气电场的空间分布及其变化情况，也难以获得真实的结果。因为在这些情况下，大气电场的强度在每米伏(V/m)量级至每米数百伏之间。现有的电场仪的传感器的最大有效面积大多在20余平方厘米，则感应的电荷转换成电流在10-13～10-12A之间，即使在10MΩ的电流电压变换电阻上获得的电压只有微伏量级。而电场仪的传感器是外露的，不能屏蔽，在检测电场信号的同时，也检测到了各种频率的杂散信号。对于与电场信号频率相差较大的杂散信号，可通过带通滤波的方法使杂散信号降低到所需要的程度，但对于与电场信号频率相近的杂散信号(其中也包括市电50Hz等低频噪声)，这些杂散信号的幅度与电场信号相比，或相当或甚至比电场信号的幅度还大。所以在电场信号很小的情况下，要区分出频率相近的有用信号和噪声是困难的。
根据中国气象局规定：电场测量范围±50V/m至±50kV/m内，相对测量精度应在5％内。但是经本申请人对国内多家厂商生产的40余台电场仪通过精度为1％的大气电场标定系统进行标定，基本上在每米百伏以上，甚至每米数百伏才能达到5％的精度，而晴天大气电场恰好在每米数十伏至每米数百伏之间。所以现有的电场仪只在监测雷电活动等电场变化大的情况下适用。提高电场仪的测量精度和灵敏度是过去努力而没有解决的问题。但在精度为1％的高精度宽量程的大气电场标定系统(专利号：ZL201110162132.0)建立后，为电场仪直接提供了有效的检测手段，给提高电场仪的精度和灵敏度创造了条件。
在专利号为ZL03160053.0、名称为“适于雷电和近地大气电环境监测用恒速旋转倒装式电场仪”的授权中国专利中，公开了一种恒速旋转倒装式电场仪。该电场仪包括：外壳、转子、定子、平衡电极、定片、部件安装支座、接地电刷、小叶片、电机支座、电机、探头内接线、电缆、支撑架、底座、探头；还包括：转速与同步信号检测电路板、槽型光电开关、电极转速控制电路、前置放大器、电绝缘柱、电刷支架、转速与同步信号产生电路。其中，所述定子与平衡电极作成一体；所述支撑架是一呈倒置式L型金属管，底端固定在底座上，另一端口与一顶面带有凸口的筒状外壳的凸口套装连通固定，在所述支撑架与所述外壳的结合部内壁上固定一电缆插座，支撑架的管内穿入电缆，并通过插头与插座连接，电缆插座通过探头内接线与探头电连接；该筒状外壳的腔内固定一电机支座，所述的电机支座上安装直流无刷电机，该电机上固定一电机转速控制电路，电机轴穿进绝缘柱内，并与所述绝缘柱紧配合；在所述绝缘柱外壁套有与转子片数相同的一产生同步信号的小叶片，在绝缘柱末端外壁上紧密地套有一转子固定套，转子固定在转子固定套上，转子固定套穿过部件安装座以及固定其上的定片的中心孔，部件安装支座上还安装有前置放大器；所述的转速与同步信号检测电路板附着在电路板固定架上，固定在部件安装支座上的接地电刷与转子固定套摩擦接触，使转子始终处于地电位；转速与同步信号检测电路板上安有槽型光电开关，小叶片处于光电开关的槽内的中线位置。正如前文中所提到的，该恒速旋转倒装式电场仪具有灵敏度较低，适用范围较窄，在电场信号很小的情况下、很难区分出频率相近的有用信号和噪声等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服已有的恒速旋转倒装式电场仪灵敏度较低，适用范围较窄的缺陷，从而提供一种灵敏度高、适用范围广的旋转式电场仪。
为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，包括：电场仪探头、天线、支撑架、主机以及电场仪底座；其中，所述支撑架成倒置式L型，其一端固定安装电场仪底座上，其另一端固定安装有电场仪探头；在所述支撑架的不同位置还分别安装有天线以及主机；所述电场仪探头、天线分别与主机电连接；
所述电场仪探头包括：旋转屏蔽片、差分式电荷传感器、接地电刷及其支座、导电环、同步信号斩波叶片、绝缘连接套、安装盘、光电检测电路、差分式前置级、电场仪探头外壳、恒速无刷电机安装部件、恒速无刷电机、连接件以及传输电缆连接插头插座；其中，所述电场仪探头外壳成筒状，其顶端通过连接件、螺母实现与支撑架一端的固定连接；所述电场仪探头外壳的腔内固定有恒速无刷电机安装部件，恒速无刷电机通过固定螺丝安装在恒速无刷电机安装部件上；所述电场仪探头外壳的腔内还固定有安装盘，所述差分式前置级和光电检测电路均安装在该安装盘上，所述恒速无刷电机的电机轴穿进绝缘连接套内，并与其紧密配合；所述绝缘连接套的外壁套有同步信号斩波叶片，所述绝缘连接套末端的外壁上套有导电环；所述导电环的外壁安装有接地电刷，接地电刷的支座也安装在安装盘上，但安装在差分式前置级和光电检测电路的相反的一面，所述导电环顶端安装了旋转屏蔽片，差分式电荷传感器安装在旋转屏蔽片的下方、导电环的外周。
上述技术方案中，所述主机进一步包括：主机箱、电场模拟信号处理单元、数据采集和处理及控制单元、GPS信号接收单元、温度监测电路和数据传输单元；其中，
所述电场模拟信号处理单元、数据采集和处理及控制单元、GPS信号接收单元、温度监测电路和数据传输单元均置于主机箱内；所述主机箱通过主机箱固定件固定在所述支撑架上；
所述差分式前置级对电场信号加以放大，然后由所述电场模拟信号处理单元对放大后的电场信号进行相位调节和同步检波，判断出电场的正负和合适的信号范围；接着将电场信号进行低通滤波后除去交流部分，然后与GPS信号接收单元接收的GPS信号、温度监测电路监测到的温度监测值一起分别输入到数据采集和处理及控制单元进行分析处理，所得到的分析结果通过数据传输单元发送到各地的用户。
上述技术方案中，所述差分式前置级包括两个具有高输入电阻、低失调电流、低失调电压的运算放大器，以及一个高精度仪器放大器；所述的两个运算放大器作为A/V变换器，所述的高精度仪器放大器作为差分放大器；
当旋转屏蔽片旋转时，外加电场通过旋转屏蔽片的开孔在差分式电荷传感器生成感应电荷，所生成的感应电荷分别通过各自的A/V变换器将电流A变换成电压V，再分别输入到由高精度仪器放大器组成的差分放大器的两个输入端进行放大，然后通过后一级放大器或跟随器将电场信号输送到电场模拟信号处理单元。
上述技术方案中，所述旋转屏蔽片整体成圆盘状，其中心处开有安装定位孔，在中心安装定位孔的四周均匀分布有多个扇形开孔。
上述技术方案中，所述差分式电荷传感器为通用型电荷传感器，包括：第一电荷感应片、第二电荷感应片、及位于第一电荷感应片与第二电荷感应片之间的绝缘片；其中，所述第一电荷感应片、绝缘片、第二电荷感应片按照从上到下的顺序依次叠加构成；
所述第一电荷感应片或绝缘片整体成一圆盘状，其中心开有圆孔，在中心圆孔的四周均匀地开有多个扇形孔；所述第二电荷感应片也成圆盘状，其中心开有圆孔，中心圆孔的直径与所述第一电荷感应片或绝缘片的中心圆孔的直径相同。
上述技术方案中，所述第一电荷感应片、第二电荷感应片均采用304#不锈钢材料；所述第一电荷感应片、绝缘片、第二电荷感应片均可采用冲压方式制成。
上述技术方案中，所述差分式电荷传感器为轻便型电荷传感器，包括：第三电荷感应片、绝缘沟以及第四电荷感应片；其中，所述第三电荷感应片与第四电荷感应片位于同一圆盘上，该圆盘的中心开有圆孔；所述第三电荷感应片包括由中心圆孔周围形成的内环以及与内环相连的多个扇形，所述第四电荷感应片包括由圆盘外边缘形成的外环以及与外环相连的多个扇形；所述第三电荷感应片的多个扇形与第四电荷感应片的多个扇形交叉排列；所述第三电荷感应片与第四电荷感应片通过绝缘沟相隔离。
上述技术方案中，作为轻便型电荷传感器的差分式电荷传感器在双面覆铜板的基础上通过制作印刷电路板的方法制成。
上述技术方案中，所述天线包括GPS天线、GPRS天线；所述GPS天线、GPRS天线通过天线固定板固定在所述支撑架上。
本发明的优点在于：
1、本发明的旋转式电场仪有效地消除了与待测电场信号频率相近的包括市电50Hz等低频噪声的共模干扰的影响，经由精度为1％的大气电场标定系统验证，灵敏度和精度比现有的电场仪提高了1个量级。解决了旋转式大气电场仪精度和灵敏度不高的难题。使电场仪可用于电场变化小的场所，如大气物理、空间物理及地震监测等领域，提高了电场测量数据的可信度。
2、本发明的旋转式电场采用差分式电场传感器(旋转屏蔽片、差分式电荷传感器的合称)，在旋转屏蔽片同样的转速下，电荷的有效感应面积增大了1倍，即在同样的环境电场下，测量的输入信号增大了1倍，不但有益于提高电场仪的灵敏度，还可减轻后级的放大的负担。
3、本发明的旋转式电场由于消除了与电场信号频率相近杂散信号的影响，同步检波电路前均是很清晰的正弦波，加之差分式电场传感器检测效率高，省掉了模拟信号处理单元中的带通滤波电路和电压放大器，使模拟信号处理单元更简单。
4、本发明的旋转式电场的关键部件差分式电场传感器采用304#不锈钢冲压成型，不但适应于盐雾浓度大腐蚀性强的海岛及沿海地区长期工作，而且有益于确保各套电场仪的一致性。
5、本发明的旋转式电场的电场仪探头的外壳采用市场销售的304#不锈钢Φ110mm口杯，去把、打一安装孔而成，比用不锈钢材料经车、铣机加工成形，省材省工时，成本降低了百倍左右。
6、本发明的旋转式电场配有GPS和温度监测及GPRS，使电场仪性能更完善，使用更灵活。
7、本发明的旋转式电场将电场信号处理单元置于主机机箱内，便于调式，不需在调试或标定时将电场仪探头打开，始终确保探头的完整性，有益于仪器性能的稳定性。
8、通用型以叠加方式形成的差分式电荷传感器201和203之间无间隙，传感器有效面积获得充分利用，有益于提高电荷感应信号的幅度。
附图说明
图1是本发明的高灵敏度差分式旋转电场仪的结构示意图；
图2是通用型的差分式电荷传感器的结构示意图；
图3是轻便型的差分式电荷传感器的结构示意图；
图4是高灵敏度差分式旋转电场仪中的主机的电路示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明的高灵敏度差分式旋转电场仪包括：电场仪探头、天线、支撑架21、主机以及电场仪底座26；其中，所述支撑架21成倒置式L型，其一端固定安装电场仪底座26上，其另一端固定安装有电场仪探头；在所述支撑架21的不同位置还分别安装有天线以及主机；所述电场仪探头、天线分别与主机电连接。
所述电场仪探头包括：旋转屏蔽片1、差分式电荷传感器2、接地电刷及其支座3、导电环4、同步信号斩波叶片5、绝缘连接套6、安装盘7、光电检测电路8、差分式前置级9、电场仪探头外壳12、恒速无刷电机安装部件11、恒速无刷电机13、连接件14以及传输电缆连接插头插座16；其中，所述电场仪探头外壳12成筒状，其顶端通过连接件14、螺母15实现与支撑架21一端的固定连接；所述电场仪探头外壳12的腔内固定有恒速无刷电机安装部件11，恒速无刷电机13通过固定螺丝10安装在恒速无刷电机安装部件11上；所述电场仪探头外壳12的腔内还固定有安装盘7，所述差分式前置级9和光电检测电路8均安装在该安装盘7上，所述恒速无刷电机13的电机轴穿进绝缘连接套6内，并与其紧密配合；所述绝缘连接套6的外壁套有同步信号斩波叶片5，所述绝缘连接套6末端的外壁上套有导电环4；所述导电环4的外壁安装有接地电刷，接地电刷的支座3也安装在安装盘7上，但安装在差分式前置级9和光电检测电路8的相反的一面，所述导电环4顶端安装了旋转屏蔽片1，差分式电荷传感器2安装在旋转屏蔽片1的下方、导电环4的外周。穿入支撑架21内的传输电缆17一端通过传输电缆连接插头插座16与电场仪探头电连接，另一端与主机相连。
所述天线包括GPS天线18、GPRS天线19；所述GPS天线18、GPRS天线19通过天线固定板20固定在所述支撑架21上。
所述主机进一步包括：主机箱23、电场模拟信号处理单元231、数据采集和处理及控制单元232、GPS信号接收单元234、温度监测电路235和数据传输单元233；其中，电场模拟信号处理单元231、数据采集和处理及控制单元232、GPS信号接收单元234、温度监测电路235和数据传输单元233均置于主机箱23内。所述主机箱23通过主机箱固定件22固定在所述支撑架21上。所述差分式前置级9对电场信号加以放大，然后由所述电场模拟信号处理单元231对放大后的电场信号进行相位调节和同步检波，判断出电场的正负和合适的信号范围；接着将电场信号进行低通滤波后除去交流部分，然后与GPS信号接收单元234通过GPS天线18接收的GPS信号、温度监测电路235监测到的温度监测值一起分别输入到数据采集和处理及控制单元232进行综合式分析处理，所得到的分析结果通过数据传输单元233以及GPRS天线19发送到各地的用户。
支撑架21通过配合件24、固定螺丝25安装在电场仪底座26上。
下面对本发明的旋转式电场仪做进一步的说明。
电场仪关键外露部件(包括支撑架21)采用304#不锈钢材料，以适应盐雾浓度大腐蚀性强的海岛及沿海地区长期工作。
电场仪探头的外壳12采用如下的制作方法：选用Φ110mm的304#不锈钢口杯，将该不锈钢口杯去把后打一安装孔。该制作方法比机械直接加工的方法能够极大地节省成本，据估算，其成本大约仅为机械加工方法的百分之一。
旋转屏蔽片1整体成圆盘状，其中心处开有安装定位孔，在中心安装定位孔的四周开有多个扇形孔，如6个扇形孔。
所述差分式电荷传感器2可采用通用型电荷传感器，或轻便型电荷传感器。
如图2所示，通用型的差分式电荷传感器2包括：第一电荷感应片201、第二电荷感应片203、及位于第一电荷感应片201与第二电荷感应片203之间的绝缘片202；其中，所述第一电荷感应片201、绝缘片202、第二电荷感应片203按照从上到下的顺序依次叠加构成。所述第一电荷感应片201或绝缘片202整体成一圆盘状，其中心开有圆孔，在中心圆孔的四周均匀地开有多个扇形孔(在图2所示的实施例中为6个扇形孔)。所述第二电荷感应片203也成圆盘状，其中心开有圆孔，中心圆孔的直径与所述第一电荷感应片201或绝缘片202的中心圆孔的直径相同。第二电荷感应片203的扇形感应面是通过第一电荷感应片201和绝缘片202的扇形开孔重叠后的窗口暴露在外形成的。所述第一电荷感应片201、第二电荷感应片203均采用304#不锈钢，以适应盐雾浓度大腐蚀强的沿海和海岛地区使用。在制造时，所述第一电荷感应片201、绝缘片202、第二电荷感应片203均可采用冲压方式制成，以确保各套电场仪之间的一致性。
如图3所示，轻便型的差分式电荷传感器2包括：第三电荷感应片204、绝缘沟205以及第四电荷感应片206；其中，所述第三电荷感应片204与第四电荷感应片206在同一圆盘上，该圆盘的中心开有圆孔，所述第三电荷感应片204包括由中心圆孔周围形成的内环以及与内环相连的6个扇形，所述第四电荷感应片206包括由圆盘外边缘形成的外环以及与外环相连的6个扇形；所述第三电荷感应片204的6个扇形与第四电荷感应片206的6个扇形交叉排列；所述第三电荷感应片204与第四电荷感应片206通过绝缘沟205相隔离，以达到相互绝缘的目的。该轻便型的差分式电荷传感器2可在双面覆铜板的基础上通过制作印刷电路板的方法制成，绝缘沟205可通过腐蚀覆铜板上的铜箔、露出基板材料玻璃钢而形成，通过孔化使两面的扇形覆铜板进行电性连接。第三电荷感应片204和第四电荷感应片206的有效感应面积均不包含内环和外环的面积，内环和外环始终被旋转屏蔽片1所屏蔽而不被暴露，以消除第三电荷感应片204和第四电荷感应片206的有效感应面积不一样的问题。
通用型的电荷传感器可用于任何场合；轻便型的电荷传感器具有易加工和安装，成本低的特点。主要适用于高空电场探测中的球载电场仪或机载电场仪。若需要在地面上使用，应进行表面镀金处理和三防处理，以保持长时间运行性能的稳定性。但不适于在盐雾浓度大腐蚀性强的海岛及沿海地区长期工作。
所述差分式前置级9包括两个具有高输入电阻、低失调电流、低失调电压的运算放大器，以及一个高精度仪器放大器；所述的两个运算放大器作为A/V变换器，所述的高精度仪器放大器作为差分放大器；当旋转屏蔽片1(转子)旋转时，外加电场通过旋转屏蔽片1的6个扇形开孔交替地在第一电荷感应片201、第二电荷感应片203(或第三电荷感应片204、第四电荷感应片206)生成感应电荷，所生成的感应电荷分别通过各自的A/V变换器将电流A变换成电压V，再分别输入到由高精度仪器放大器组成的差分放大器的两个输入端进行放大，然后通过后一级放大器或跟随器将电场信号输送到电场模拟信号处理单元231。上述结构的差分式前置级9适应于微小电场信号的测量。
本发明与现有技术中的恒速旋转倒装式电场仪相比：由于对电场仪性能起决定作用的电场传感器(即“ZL03160053.0”中的转子和定子)，采用了差分式电场传感器(旋转屏蔽片、差分式电荷传感器的合称)和前置级使用了高精度仪器放大器，有效地消除了与待测电场信号频率相近的杂散信号，包括市电50Hz等低频噪声共模干扰的影响，其精度和灵敏度均好于“ZL03160053.0”1个量级，即在同样的精度下其灵敏度高1个量级，在同样的灵敏度下，其精度高1个量级；同时对通用型的电场传感器的部件，采用304#不锈钢材料，以适应盐雾浓度大腐蚀性强的海岛及沿海地区长期工作；并冲压成形，以确保各套仪器的传感器的一致性。电场仪探头的外壳，也由不锈钢材料机加工成形改为不锈钢Φ110mm市销口杯，成本比机加工的降低了百倍左右；结构更完善合理，增加了GPS，便于各测量站测量数据的时间的一致性，如在车、船上流动使用，便于对测点进行定位。温度监测便于随时了解机内机外的气温；GPRS可将数据发送到任意需要数据的地区；仪器整机也由室内外分体式改为室外一体式，安装更方便；主机箱改为室外标准合式密封箱，成本只为原自加工的三分之一。克服了“ZL03160053.0”不足之处，提高旋转式大气电场仪的性能价格比。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，包括：电场仪探头、天线、支撑架(21)、主机以及电场仪底座(26)；其中，所述支撑架(21)成倒置式L型，其一端固定安装电场仪底座(26)上，其另一端固定安装有电场仪探头；在所述支撑架(21)的不同位置还分别安装有天线以及主机；所述电场仪探头、天线分别与主机电连接；
所述电场仪探头包括：旋转屏蔽片(1)、差分式电荷传感器(2)、接地电刷及其支座(3)、导电环(4)、同步信号斩波叶片(5)、绝缘连接套(6)、安装盘(7)、光电检测电路(8)、差分式前置级(9)、电场仪探头外壳(12)、恒速无刷电机安装部件(11)、恒速无刷电机(13)、连接件(14)以及传输电缆连接插头插座(16)；其中，所述电场仪探头外壳(12)成筒状，其顶端通过连接件(14)、螺母(15)实现与支撑架(21)一端的固定连接；所述电场仪探头外壳(12)的腔内固定有恒速无刷电机安装部件(11)，恒速无刷电机(13)通过固定螺丝(10)安装在恒速无刷电机安装部件(11)上；所述电场仪探头外壳(12)的腔内还固定有安装盘(7)，所述差分式前置级(9)和光电检测电路(8)均安装在该安装盘(7)上，所述恒速无刷电机(13)的电机轴穿进绝缘连接套(6)内，并与其紧密配合；所述绝缘连接套(6)的外壁套有同步信号斩波叶片(5)，所述绝缘连接套(6)末端的外壁上套有导电环(4)；所述导电环(4)的外壁安装有接地电刷，接地电刷的支座(3)也安装在安装盘(7)上，但安装在差分式前置级(9)和光电检测电路(8)的相反的一面，所述导电环(4)顶端安装了旋转屏蔽片(1)，差分式电荷传感器(2)安装在旋转屏蔽片(1)的下方、导电环(4)的外周。
2.根据权利要求1所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述主机进一步包括：主机箱(23)、电场模拟信号处理单元(231)、数据采集和处理及控制单元(232)、GPS信号接收单元(234)、温度监测电路(235)和数据传输单元(233)；其中，
所述电场模拟信号处理单元(231)、数据采集和处理及控制单元(232)、GPS信号接收单元(234)、温度监测电路(235)和数据传输单元(233)均置于主机箱(23)内；所述主机箱(23)通过主机箱固定件(22)固定在所述支撑架(21)上；
所述差分式前置级(9)对电场信号加以放大，然后由所述电场模拟信号处理单元(231)对放大后的电场信号进行相位调节和同步检波，判断出电场的正负和合适的信号范围；接着将电场信号进行低通滤波后除去交流部分，然后与GPS信号接收单元(234)接收的GPS信号、温度监测电路(235)监测到的温度监测值一起分别输入到数据采集和处理及控制单元(232)进行分析处理，所得到的分析结果通过数据传输单元(233)发送到各地的用户。
3.根据权利要求2所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述差分式前置级(9)包括两个具有高输入电阻、低失调电流、低失调电压的运算放大器，以及一个高精度仪器放大器；所述的两个运算放大器作为A/V变换器，所述的高精度仪器放大器作为差分放大器；
当旋转屏蔽片(1)旋转时，外加电场通过旋转屏蔽片(1)的开孔在差分式电荷传感器(2)上生成感应电荷，所生成的感应电荷分别通过各自的A/V变换器将电流A变换成电压V，再分别输入到由高精度仪器放大器组成的差分放大器的两个输入端进行放大，然后通过后一级放大器或跟随器将电场信号输送到电场模拟信号处理单元(231)。
4.根据权利要求1所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述旋转屏蔽片(1)整体成圆盘状，其中心处开有安装定位孔，在中心安装孔的四周均匀分布有多个扇形开孔。
5.根据权利要求1所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述差分式电荷传感器(2)为通用型电荷传感器，包括：第一电荷感应片(201)、第二电荷感应片(203)、及位于第一电荷感应片(201)与第二电荷感应片(203)之间的绝缘片(202)；其中，所述第一电荷感应片(201)、绝缘片(202)、第二电荷感应片(203)按照从上到下的顺序依次叠加构成；
所述第一电荷感应片(201)或绝缘片(202)整体成一圆盘状，其中心开有圆孔，在中心圆孔的四周均匀地开有多个扇形孔；所述第二电荷感应片(203)也成圆盘状，其中心开有圆孔，中心圆孔的直径与所述第一电荷感应片(201)或绝缘片(202)的中心圆孔的直径相同。
6.根据权利要求5所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述第一电荷感应片(201)、第二电荷感应片(203)均采用304#不锈钢材料；所述第一电荷感应片(201)、绝缘片(202)、第二电荷感应片(203)均能采用冲压方式制成。
7.根据权利要求1所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述差分式电荷传感器(2)为轻便型电荷传感器，包括：第三电荷感应片(204)、绝缘沟(205)以及第四电荷感应片(206)；其中，所述第三电荷感应片(204)与第四电荷感应片(206)位于同一圆盘上，该圆盘的中心开有圆孔；所述第三电荷感应片(204)包括由中心圆孔周围形成的内环以及与内环相连的多个扇形，所述第四电荷感应片(206)包括由圆盘外边缘形成的外环以及与外环相连的多个扇形；所述第三电荷感应片(204)的多个扇形与第四电荷感应片(206)的多个扇形交叉排列；所述第三电荷感应片(204)与第四电荷感应片(206)通过绝缘沟(205)相隔离。
8.根据权利要求7所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，作为轻便型电荷传感器的差分式电荷传感器(2)在双面覆铜板的基础上通过制作印刷电路板的方法制成。
9.根据权利要求1所述的适用于多领域用途的高灵敏度差分式旋转电场仪，其特征在于，所述天线包括GPS天线(18)、GPRS天线(19)；所述GPS天线(18)、GPRS天线(19)通过天线固定板(20)固定在所述支撑架(21)上。
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