實現電壓非接觸穩定測量電路設計

　　非接觸電壓測量原理

　　非接觸電壓測量的原理類似于磁力儀測量磁場，不需要直接電氣連接，通過電容耦合，利用位移電流來測量物體表面或自由空間的電壓。將傳感器電極放在電場中，感應電極與信號源之間將形成耦合電容，通過耦合電容信號源經過測量系統與地之間將構成一個分壓電路，如圖1所示。

　　圖1非接觸電壓鍘量原理圖

　　設信號源的電壓為Vs由分壓公式可得，在運放輸入端的電壓可表示為：

　　如果傳感器前置放大電路的放大倍數為Av，輸入電阻和輸入電容分別為Rin和Cin則傳感器的輸出可表示為：

　　由式（2）可知，當耦合阻抗與系統輸入阻抗相比可忽略不計時，系統相當于一個具有理想特性的電壓計，可有效測量電壓信號。因此，為了提高系統的靈敏度，在系統設計過程中，應該采用反饋等技術提高系統前端傳感器的輸入電阻，降低輸入電容。通過測量空中兩點電壓的大小，根據電壓與電場的關系，可以推導出空中電場的情況。