本實(shí)用新型涉及一種傳感器的探頭，具體是一種電致伸縮材料和駐極體材料構(gòu)造的電場(chǎng)傳感器探頭。

背景技術(shù)：

電場(chǎng)傳感器是能夠感受電場(chǎng)強(qiáng)度并能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為可以輸出信號(hào)的傳感器。電場(chǎng)傳感器是當(dāng)前測(cè)試強(qiáng)電場(chǎng)，尤其是高電壓電力系統(tǒng)中的瞬變電場(chǎng)的主要手段，可以有效避免強(qiáng)電場(chǎng)的破壞作用。此外，電場(chǎng)傳感器還可以用于環(huán)境電場(chǎng)強(qiáng)度的探測(cè)，廣泛用于監(jiān)控電氣設(shè)備的電場(chǎng)效應(yīng)、自動(dòng)開關(guān)控制、液位適度檢測(cè)、汽車安全功能等。當(dāng)前在用的電場(chǎng)傳感器中，電場(chǎng)探測(cè)主要原理是：基于處于電場(chǎng)中的兩個(gè)導(dǎo)體感應(yīng)出電荷后，會(huì)在導(dǎo)體上出現(xiàn)感應(yīng)電壓。兩導(dǎo)體為兩相互平行的圓板導(dǎo)體，與兩板相連為一差分放大器。通過檢測(cè)導(dǎo)體之間的電壓，得出被測(cè)電場(chǎng)大小?；谝陨显淼倪@種檢測(cè)手段，需要天線的電容特別大，同時(shí)需要差分放大器具有很高的輸入阻抗和很小的電容，否則很容易失真原波形。因而制備工藝要求高，且具有易失真的缺點(diǎn)。

另外，隨著電致伸縮材料的發(fā)展，將這類材料應(yīng)用到電場(chǎng)傳感器中，已成為現(xiàn)實(shí)。相比較傳統(tǒng)的壓電材料，如鋯鈦酸鉛，鈦酸鋇等，以鈮鎂酸鉛為基體的弛豫型鐵電陶瓷型電致伸縮材料，以及新型的聚合物電致伸縮材料可以在較低的電場(chǎng)下獲得足夠大的形變量。這使得這類材料具有更廣泛的應(yīng)用前景。駐極體材料是一種具有持久性極化的固體電介質(zhì)，其特點(diǎn)是極化電荷“永久”存在于電介質(zhì)表面和體內(nèi)，因而可以提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓，是一個(gè)很好的直流電壓源。這在制造電子器件和電工測(cè)量?jī)x表等方面是大有用處的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了改善傳統(tǒng)電場(chǎng)傳感器制備高要求以及易失真的問題，本實(shí)用新型提供了一種電致伸縮材料和駐極體材料的電場(chǎng)傳感器探頭。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

方案一：

本實(shí)用新型包括駐極體、電致伸縮體和金屬極板，其特征在于：駐極體設(shè)置在電致伸縮體的一端，電致伸縮體的另一端相對(duì)固定；駐極體與電致伸縮體之間設(shè)有金屬電極，與駐極體相對(duì)的位置設(shè)置有金屬極板，所述金屬極板與所述金屬電極組成一個(gè)電容器，金屬極板和金屬電極均引出導(dǎo)線外接信號(hào)處理裝置。

方案二：

本實(shí)用新型包括駐極體、電致伸縮體和金屬極板，其特征在于：電致伸縮體一端設(shè)有金屬電極，另一端相對(duì)固定；駐極體設(shè)置在金屬極板靠近金屬電極的一端，并與金屬電極相對(duì)，所述金屬極板與金屬電極組成一個(gè)電容器，金屬極板和金屬電極均引出導(dǎo)線外接信號(hào)處理裝置。

本實(shí)用新型的有益效果是：采用易于獲取的電致伸縮材料和駐極體材料構(gòu)成電場(chǎng)傳感器探頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)器件小型化和精準(zhǔn)檢測(cè)，也便于攜帶。本實(shí)用新型既可以探測(cè)靜電場(chǎng)和交變電場(chǎng)，也可以用于探測(cè)金屬和導(dǎo)電材料。

附圖說(shuō)明

圖 1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例。

圖2是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例。

圖中：1. 電致伸縮材料，2. 電致伸縮材料上涂的金屬電極，3. 駐極體，4. 駐極體的背電極（金屬極板），5. 空氣或介質(zhì)間隙，6.外出引線(與電致伸縮材料上涂的電極相連)，7. 外出引線(與駐極體的背電極相連)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1和圖2顯示的是本實(shí)用新型的工作原理示意圖和構(gòu)造原理圖。主體有電致伸縮材料1、駐極體材料3和金屬極板4組成。駐極體粘合方式有兩種，分別如圖1和圖2 所示。在圖1實(shí)施例中，電致伸縮材料1的一端固定，另一端涂有金屬電極2，與其相對(duì)的駐極體另一端背電極與金屬極板4通過導(dǎo)電膠粘合在一起，二者之間相互導(dǎo)通。金屬電極2和金屬極板4之間組成了一個(gè)平行板電容器。金屬電極2和金屬極板4分別和導(dǎo)線6、7相連，外接信號(hào)處理裝置。圖2顯示的是駐極體3的另一種粘合方式，駐極體3的背電極通過導(dǎo)電膠與電致伸縮材料1上的金屬電極2粘合在一起，金屬電極2和金屬極板4之間形成了一個(gè)電容器。同樣，金屬電極2和金屬極板4分別和導(dǎo)線6、7相連，外接信號(hào)處理裝置。兩種粘合方式中，電容器中間的是很薄的一層空氣間隙或其他電介質(zhì)5。

根據(jù)平行板電容器電容C=?S/d可知，電容與介電常數(shù)?，極板面積S和兩極板之間的距離d有關(guān)。當(dāng)測(cè)試外界電場(chǎng)時(shí)，外界電場(chǎng)引起電致伸縮體形變，這就改變了電容器兩極板之間的距離d，從而引起電容的變化。根據(jù)公式：Q =CU，其中Q表示電荷量，U表示電壓。 所以當(dāng)電容C變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓U的變化，輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)-電壓的改變。通過外接導(dǎo)線6、7接入信號(hào)處理裝置，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)外電場(chǎng)的目的。