CN112083368A - 一种基于补偿模式的测量电极的自噪声测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水下电极测量技术领域，涉及到一种高极差电位补偿模式的水下电极测量方法。本发明的技术方案是利用薄板激励电极产生极性相反的均匀电场对电极极差电位进行补偿，快速消除电极极差电位，具体方法是采用薄片激励电极、信号源、可调电阻器组成极差电位补偿主动激励电场回路。信号源产生与电极极差电位极性相反的直流电场信号，对电极的自噪声进行测量，提取1Hz对应的功率谱密度值来对电极自噪声进行评价。本发明的效果和益处是，在研制低噪声水下电极时，可以主动激励电场回路进行极差电位快速补偿，实现水下电极极差电位快速稳定。方法简单、有效，能够提高低噪声水下电极自噪声测试的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于水下电场传感器测量电极测试技术领域，涉及到一种高极差电位补偿模式的水下电极测试方法，特别涉及一种利用外部激励电场补偿电极极差电位，实现高极差电极自噪声测试的方法。
背景技术
为了满足舰船水下电场测量要求，对水下测量电极水平要求越来越高，由于低噪声水下测量电极在研制过程中，由于其工艺要求高、噪声感应灵敏，容易造成水下测量电极时域极差电位难以在短时间内稳定，而用于测量自噪声的低噪声采集器动态范围较小，无法对高极差电位的电极噪声信号进行有效获取，给低噪声水下测量电极自噪声测试评估工作带来困难。
水下测量电极自噪声是评价电极水平的主要指标，在测量水下测量电极自噪声时，首先要将其放在配置溶液中进行长时间浸泡，使得电极的电化学性能趋于稳定，在观测角度来说，电极的极差电位稳定是电极电化学性能稳定的重要依据，当电极的极差电位趋于稳定时，通过低噪声采集器进行水下电极自噪声数据获取，并通过功率谱分析，提取1Hz对应的功率谱密度值来评价水下电极的自噪声水平。如果水下测量电极的极差电位呈现较大幅度偏移，超过低噪声采集器的动态测量范围，并且通过浸泡方式无法在短时间内使其达到平稳状态时，就会严重影响低噪声水下测量电极的研制周期及性能评价水平。
发明内容
本发明的目的是提供一种补偿模式的测量电极的自噪声测试方法，来解决低噪声水下测量电极研制过程中，极差电位较大情况下电极自噪声测试问题。
本发明的技术方案是：利用薄板激励电极产生极性相反的均匀电场对电极极差电位进行补偿，从而快速消除电极极差电位。电极由于制作工艺差别产生的极差电位一般具有线性特点，采用薄片激励电极、信号源、可调电阻器组成极差电位补偿主动激励电场回路。主动信号源产生与电极极差电位极性相反的直流电场信号，为了防止电流过大对电极性能的影响，可调电阻器开始处于电阻最大档位，当信号源产生的反向直流电流值满足要求时，通过调节可调电阻器的阻值对电极极差电位进行补偿直至极差电位趋于稳定，保持稳定状态一定时间后，对电极的自噪声进行测量，提取1Hz对应的功率谱密度值来对电极自噪声进行评价。
本发明的效果和益处是：
在研制低噪声水下电极时，可以通过主动激励电场回路进行极差电位快速补偿，实现水下电极极差电位快速稳定，从而实现水下电极自噪声快速测试。方法简单、有效，能够提高低噪声水下电极自噪声测试的准确性和可靠性。
附图说明
图1基于补偿模式的测量电极的自噪声测试方法示意图。
图中：1可调电阻器；2信号源；3薄片激励电极；4浸泡溶液；5测试容器；6水下测量电极；7低噪声采集器。
具体实施方式
第一步：利用纯氯化钠和蒸馏水在测试容器配置符合要求盐度的测试溶液 (通常情况下对溶液盐度要求为35‰)，将水下测量电极对以垂直薄片激励电极方向固定容器中心区域，保证电极体完成浸没在测量溶液中，电极对的间距一般处于5～10cm之间。
第二步：将高极差水下测量电极对浸泡在测试溶液中，电极对的引线与采集器相连，通过连接采集器的显示设备初步判断电极极差电位极性，以此确定激励电极板上电源加载方向。
第三步：连接信号源、可调电阻器、薄片激励电极组成的水下测量电极极差补偿电路，并且根据第二步获取的电极极差电位信息，调整信号源输出直流信号极性，使得激励电极产生的均匀电场与电极极差电位极性相反，调整可调电阻器的阻值，改变激励补偿电场的大小，对电极极差进行偿，观察极差的改变情况，使其极差电位处于低噪声采集器的测量量程之内，来满足低噪声采集器的正常信号采集要求。例如，如果低噪声采集器的测量量程为±10mV，水下测量电极极差电位为20mV，需要通过补偿方式将电极极差电位补偿至10mV以内。
第四步：当水下测量电极极差电位满足采集要求时，保持电极在溶液中稳定一段时间(不小于5min)，低噪声采集器开始采集电极自噪声数据，数据采集不小于3min，并用信号1Hz对应的功率谱密度噪声值评价该水下测量电极对自噪声。
Claims (1)
1.一种基于补偿模式的测量电极的自噪声测试方法，其技术方案是：利用薄板激励电极产生极性相反的均匀电场对电极极差电位进行补偿，快速消除电极极差电位，具体是采用表面镀铂的薄片激励电极、信号源、可调电阻器组成极差电位补偿主动激励电场回路。信号源产生与电极极差电位极性相反的直流电场信号，为了防止电流过大对电极性能的影响，可调电阻器开始处于电阻最大档位，当信号源产生的反向直流电流值满足要求时，通过调节可调电阻器的阻值对电极极差电位进行补偿直至极差电位趋于稳定，保持稳定状态一定时间后，对电极的自噪声进行测量，提取1Hz对应的功率谱密度值来对电极自噪声进行评价。
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