实现电压非接触稳定测量电路设计

　　非接触电压测量原理

　　非接触电压测量的原理类似于磁力仪测量磁场，不需要直接电气连接，通过电容耦合，利用位移电流来测量物体表面或自由空间的电压。将传感器电极放在电场中，感应电极与信号源之间将形成耦合电容，通过耦合电容信号源经过测量系统与地之间将构成一个分压电路，如图1所示。

　　图1非接触电压铡量原理图

　　设信号源的电压为Vs由分压公式可得，在运放输入端的电压可表示为：

　　如果传感器前置放大电路的放大倍数为Av，输入电阻和输入电容分别为Rin和Cin则传感器的输出可表示为：

　　由式（2）可知，当耦合阻抗与系统输入阻抗相比可忽略不计时，系统相当于一个具有理想特性的电压计，可有效测量电压信号。因此，为了提高系统的灵敏度，在系统设计过程中，应该采用反馈等技术提高系统前端传感器的输入电阻，降低输入电容。通过测量空中两点电压的大小，根据电压与电场的关系，可以推导出空中电场的情况。