CN118068096B - 一种静电场传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种静电场传感器，用以对静电场环境实现有效检测。本申请提供静电场传感器包括：磁场单元，用于周期性产生电磁场；开关单元，包括基于电磁场周期性开闭的开关，开关的第一端与电源的第一端电连接，开关的第二端与静电感应单元的第一端电连接，电源的第二端与静电感应单元的第二端电连接；静电感应单元，包括第一感应层和第二感应层，第一感应层和第二感应层之间设置有绝缘层，绝缘层中包括连接在第一感应层和第二感应层之间的电阻，第一感应层和第二感应层设置在待测设备内；静电检测单元，用于根据周期性电磁场和第一感应层与第二感应层之间的电势差检测待测设备的静电场强度。

Description

一种静电场传感器

技术领域

本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种静电场传感器。

背景技术

随着传感技术与精密测量科学的发展，无论是航天登录器、大气科学、特高压输电线路等，都需要监测空气中电磁场环境，服务科学、民生等项目的顺利进展。

在传感器领域中，有声音、光、热敏、超声波等各种传感器，但静电场传感器的研发与生产存在多种限制与困难。虽然有理论上可实现的静电场传感器，但大多由于体积过大而难以生产与使用。另有一些检测原理基于传统的感应检测手段，只能检测复合电场环境，不能有效检测静电场环境，无法服务科学研究的精密检测需求。

如何对静电场环境实现有效检测，是本申请所要解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种静电场传感器，用以对静电场环境实现有效检测。

本申请实施例提供了一种静电场传感器，包括：

磁场单元，用于周期性产生电磁场；

开关单元，包括基于所述电磁场周期性开闭的开关，所述开关的第一端与电源的第一端电连接，所述开关的第二端与静电感应单元的第一端电连接，所述电源的第二端与所述静电感应单元的第二端电连接；

静电感应单元，包括位于所述静电感应单元的第一端的第一感应层和位于所述静电感应单元的第二端的第二感应层，所述第一感应层和所述第二感应层之间设置有绝缘层，所述绝缘层中包括连接在所述第一感应层和所述第二感应层之间的电阻，所述第一感应层和所述第二感应层设置在待测设备内；

静电检测单元，所述静电检测单元的第一端与所述第一感应层电连接，所述静电检测单元的第二端与所述第二感应层电连接，所述静电检测单元用于根据所述电磁场和所述第一感应层与所述第二感应层之间的电势差检测所述待测设备的静电场强度。

在本申请实施例中，通过周期性电磁场控制开关周期性开闭，使开关单元周期性扰动静电感应单元的静电场，使静电感应单元的两个感应层中的电荷受电场力波动，从而通过静电检测单元检测波动来实现静电场检测。本方案中通过控制电磁场打破静电场平衡，能有利于缩小静电场传感器的体积，有利于应用于精密设备，提升静电场检测的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请的一个实施例一种静电场传感器的结构示意图之一；

图2是本申请的一个实施例一种静电场传感器的结构示意图之二；

图3a是本申请的一个实施例一种静电场传感器的结构示意图之三；

图3b是本申请的一个实施例一种静电场传感器的部分电路结构示意图；

图4是本申请的一个实施例一种静电场传感器中静电检测单元的结构示意图之一；

图5是本申请的一个实施例一种静电场传感器中静电检测单元的结构示意图之二；

图6是本申请的一个实施例一种静电场传感器中静电检测单元的结构示意图之三。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请中附图编号仅用于区分方案中的各个步骤，不用于限定各个步骤的执行顺序，具体执行顺序以说明书中描述为准。

本申请实施例提供的静电场传感器的静电场传感器的应用场景广泛，例如北斗导航等定位系统中可使用静电场传感器。在应用中，信号接收装置可以利用电磁波来进行导航与定位，具体用于对于电磁场的微弱信号的检测、解析、滤波、模数转换。

再例如，火星、月球大气监测场景下，对于火星与月球的空间监测及电磁场光谱分析，可以推断星球数亿年的环境变化情况，及磁场与电场强大还可以定位探月小车、火星车的空间方向，为人类定居外太空提供科学数据。

在静电场传感器领域，通过场磨式静电场检测单元能够实现扰动静电场，进而测量静电力。这种检测方案基于静电感知技术，适用于工频电场、高频电场，这种场源是能够自发产生频谱的场景。其中，场磨式静电场检测单元中包含有电机，由电机转动带动屏蔽层转动，从而使屏蔽层周期性挡住静电感应板。在静电感应板被挡住的状态下，静电力不作用，此刻可以连接静电感应板以获取静电感应板感应到的电厂信息。其中，电机的旋转频率和扰动效果决定了静电感应板信号释放的频率。

对于场磨式静电场检测单元，其本质包含导体片，由导体片与被测物体靠近后形成临时电容。其中，被测物体的静电场越强，导体片的感应电荷也就越多，对地电压相应也就越高。通过检测该电压，能进而估算出被测物体的静电强度。

虽然这种方式可以实现对被测物体的静电强度估算，但这种方式估算所得的电场实质是符合场，而非纯粹的静电场。该复合场属于静电场与有频段场的矢量叠加态，能够不断的激发涌动的电场信息，导致电场力不断变化。基于该变化，系统通过检测技术感应到变化的电场信息，基于电场力不平衡的特点，就易于形成放电回路。

纯净的静电场属于恒定系统，静电场系统与外界处于静电平衡，换言之，在不受外界干扰的情况下静电场不放电，不能直接检测。另外，基于电机执行静电检测的方案中，电机是扰动静电场的必要元件，电机本身体积较大，难以实现对体积较小的精密仪器进行静电场检测。受限于以上原因，静电场检测领域中难以对纯净的静电场实现检测。

为了解决现有技术中存在问题，本申请实施例提供一种静电场传感器，如图1所示，包括：

磁场单元11，用于周期性产生电磁场。

在实际应用中，磁场单元可以响应于控制指令周期性产生电磁场，其中，控制指令可以由微控制单元生成，该控制指令可以根据实际需求调整频率，从而控制电磁场按照所需的周期产生电磁场。

开关单元12，包括基于所述电磁场周期性开闭的开关，所述开关的第一端与电源的第一端电连接，所述开关的第二端与静电感应单元的第一端电连接，所述电源的第二端与所述静电感应单元的第二端电连接。

在图1中，开关的第一端以a示出，开关的第二端以b示出，电源的第一端以c示出，电源的第二端以d示出，静电感应单元的第一端以e示出，静电感应单元的第二端以f示出。

在开关单元中，开关受电磁场控制周期性开闭。具体而言，该开关可以是常开开关，在磁场单元产生电磁场后，开关受电磁场作用闭合，从而在周期性电磁场控制下执行周期性开闭。在开关断开的状态下，静电场处于平衡状态。在开关闭合的瞬间，电流会瞬间通过开关，打破静电力平衡状态。

在实际应用中，可以根据实际静电电压设定电源电压。比如说，假设上述感应层的电压是毫伏级别，那么电源的电压也相应设置为毫伏级别。

静电感应单元13，包括位于所述静电感应单元的第一端的第一感应层和位于所述静电感应单元的第二端的第二感应层，所述第一感应层和所述第二感应层之间设置有绝缘层，所述绝缘层中包括连接在所述第一感应层和所述第二感应层之间的电阻，所述第一感应层和所述第二感应层设置在待测设备内。

其中，第一感应层和第二感应层可以是设置在待测设备内的感应层。可选的，第一感应层和第二感应层设置在待测设备的表面上，或者，第一感应层和第二感应层设置在待测设备中的待测元件的表面上。

设置在第一感应层与第二感应层之间的绝缘层和电阻能用于使第一感应层与第二感应层之间形成电势差，从而使静电检测单元通过第一感应层和第二感应层实现静电检测。

在实际应用中，可以根据实际静电电压选用合适阻值的电阻。比如说，假设上述感应层的电压是毫伏级别，那么可以选用1欧姆电阻。

静电检测单元14，所述静电检测单元的第一端与所述第一感应层电连接，所述静电检测单元的第二端与所述第二感应层电连接，所述静电检测单元用于根据所述电磁场和所述第一感应层与所述第二感应层之间的电势差检测所述待测设备的静电场强度。

由于静电场在不受扰动的情况下处于电平衡状态，不会有电流出入，所以通过有线直接检测是测不到的。本方案中，通过周期性电磁场控制开关周期性开闭，使开关单元周期性扰动静电感应单元的静电场，使静电感应单元的两个感应层中的电荷受电场力波动，通过静电检测单元检测波动来实现静电场检测。

其中，处于导通状态的开关断开后，第一感应层与开关第一端电位叠加，第二感应层与电源第二端接触接地。由于第二感应层被静电力锁住，此时第一感应层在开关第一端的电位加持下，能通过绝缘层与电阻的隔离形成新的电势差，从而静电检测单元能基于第一感应层与第二感应层之间的电势差实现静电力检测。

本申请实施例提供的方案，通过周期性电磁场控制开关周期性开闭，使开关单元周期性扰动静电感应单元的静电场，使静电感应单元的两个感应层中的电荷受电场力波动，从而通过静电检测单元检测波动来实现静电场检测。本方案中通过控制电磁场打破静电场平衡，能有利于缩小静电场传感器的体积，有利于应用于精密设备，提升静电场检测的准确性。本方案不需要使用电机旋转的这种机械扰动方式，通过磁场控制开关通断能有效缩小检测设备的体积，更有利于对精密设备执行静电检测。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，如图2所示，所述静电检测单元包括微控制单元；

所述微控制单元用于通过第一接口向所述开关单元提供电源；

所述微控制单元用于通过第二接口采集所述第一感应层与所述第二感应层之间的电势差，并根据所述电磁场检测所述待测设备的静电场强度。

本实例中，静电检测单元包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，该MCU的第一接口在图2中以j示出，第二接口在图2中以i示出。

其中，静电检测单元通过第一接口向开关的第一端提供稳定电源，能在开关在磁场控制闭合时，使电流瞬间通过开关，达到打破静电场平衡的目的。该MCU向开关单元提供的电源具体可以是毫伏级别，与待测设备的实际静电相匹配。另外，MCU通过第二接口采集第一感应层和第二感应层的电势差，从而根据采集到的信息计算待测设备的静电强度。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，如图3a所示，所述微控制单元用于通过第三接口向所述磁场单元发送矩形脉冲波，所述矩形脉冲波用于控制所述磁场单元中的线圈周期性产生电磁场。

在图3a中，微控制单元MCU的第三接口以k示出。实际应用中，线圈的一端与上述MCU的第三接口电连接，用以接收MCU发送的矩形脉冲波。线圈的另一端可以接地。

图3b示出了静电场传感器的部分电路结构示意图，图3b中包括磁场单元1，磁场单元中包括线圈。开关单元中包括开关2。静电感应单元中包括第一感应层3、第二感应层4、绝缘层5和电阻6。

其中，磁场单元和开关单元中示出的电源正极表示接入MCU端口，负极表示接地。其中，磁场单元中的线圈一端接地，另一端可以连接MCU的GPIO端口。开关单元中开关的一端连接第一感应层，另一端可以连接MCU的GPIO端口。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，所述微控制单元的第三接口为推挽输出模式的通用输入输出端口。

在本实例中，线圈的一端通过GPIO端口连接MCU单元。其中，MCU的GPIO单元属于中央处理器，按照程序输出01的微弱信号。本实例中，GPIO端口配置为推挽输出模式，即输出高低电平时通过晶体管的开关控制输出电压。在推挽输出模式下，GPIO可以输出高电平和低电平，具有一定的驱动能力。

另外，上述开关单元中开关的第一端也可以接入MCU单元的GPIO接口。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，所述磁场单元中的线圈为电磁继电器中的线圈；

所述开关单元中的开关为所述电磁继电器中的动触点和静触点构成的开关。

本实例中，电磁继电器是一种电子控制器件，它包括输入回路和输出回路，它能够达到使用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的目的。通过控制线圈产生磁场，能灵活控制开关的开闭。

下面，结合图3b对本方案静电场检测原理做进一步说明，静电场传感器具有以下多种状态：

电磁感应开断电流状态。假设MCU向磁场单元输出10HZ的PWM波(脉宽可连续调节的矩形脉冲波)，磁场单元的线圈在PWM波的作用下周期性通电断电。依据法拉第电磁感应定律，电生磁，产生的磁场对开关单元中的开关2产生磁场。根据左手定则，磁场单元1的通断可以控制开关的吸合，使得开关处于10HZ的周期性通断模式。

开断电流引入电荷状态。开关单元中，开关的一端通过电源正极接MCU的GPIO单元，由系统的LDO供电单元(low dropout regulator，低压差线性稳压器)提供纹波较小的开关电源，基于开关周期性通断变化，7和8相应产生电流的通断。

基于上述周期性通断，静电感应单元中，第一感应层3和第二感应层4可以是PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)工艺下的覆铜板。在半导体领域，覆铜板可以用于防电磁干扰和接地使用，本方案中将覆铜板作为信号感受单元，更有利于商业化落地。

在静电感应单元中，当开关单元的开关2属于切断状态时，第一感应层3和第二感应层4感应到静电场信号，系统整体处于静电力平衡状态。此时将感应层接出检测，信号是无法释放的。由于检测单元往往是通过检测感应板的电位得到信号的，对于有频段的信号，通过涌动的放大微弱信号来实现检测。但是，对于静电平衡的系统，无论在哪里都属于恒定值。根本原因是空间的场锁住了感应层的电子，本方案通过控制开关2周期性开闭的方式来打破静电平衡。

其中，开关单元的开关2在磁场单元1产生磁场的吸力下，短暂闭合。此时电流瞬间通过开关2，即感应板进入大量电荷信息，感应板产生横向的电场与空间电场矢量叠加。当磁场周期性关闭，开关单元的开关2相应断开时，力的平衡就被打破，使静电检测单元能检测到有频段的静电场信息。

上述第一感应层的3与第二感应层的4在电阻与绝缘层6之间形成电势。开关2关断时，第一感应层3与开关2电位叠加，第二感应层4与地接触。由于第二感应层4被静电力锁住，此第一时感应层3在开关2电位的加持下，通过绝缘层与电阻的隔离形成新的电势差，静电检测单元即可检测该信号进行静电场信号处理。

本申请提案使用动态控制的方式，扰动环境电场信息，达到检测的目的。其中，借助安培力打破静电场的静电平衡，采用继电器电生磁原理，构建新型的电磁平衡系统。本方案先打破电力学的平衡系统，然后重构静电平衡关系，最终通过MEMS(MicroelectroMechanical Systems，微机电系统)的微型化思路耦合传感装置。

本申请实施例提供的方案中，可选的，所述第一感应层和所述第二感应层为所述待测设备中的印制电路板的覆铜板。本方案使用PCB覆铜板作为静电感应单元的一部分，并通过继电器与电阻的配合控制电路回路中电场力的静电平衡。

具体而言，在静电感应单元中包括以下各部分：

感应层。实际应用中可以将覆铜板取2cm作为感应单元，通过白漆涂料，减少感应电场的畸变并保护覆铜板的使用寿命。

继电器。本方案可以应用继电器芯片实现，该继电器芯片是一种微型芯片，通过上拉电阻控制继电器的电位，借助三极管提供大电流控制继电器吸合方向，通过单片机的软件算法，提供PWM波，使得继电器按照一定频率产生电磁场，从而控制传感单元的通断。

电位电阻。本方案使用电力平衡电阻，基于继电器周期性通断循环，在导通时感应板与电源地等电位，当关断时第一感应板3与第二感应板4形成电势差。

本方案基于MEMS传感器理念，不需要基于机械控制实现信号屏蔽，将机械环节融合法拉第电磁感应定律，借助电子设计自动化软件设计PCB半导体电路图，进而可以将传感器耦合到设备中，更利于商业化落地使用。

下面，对静电检测单元做进一步说明。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，如图4所示，所述静电检测单元，包括：

同相放大器41，所述同相放大器的第一输入端与所述第一感应层电连接，所述同相放大器的第二输入端与所述第二感应层电连接，所述同相放大器的输出端与模数转换器的输入端电连接。

模数转换器42，所述模数转换器的输出端与所述微控制单元的第二接口电连接。

本申请实例中，将同相放大器的检测原理用于微弱检测信号的使用。其中，通向放大器能够实现电位的放大效果，配合电阻与继电器不断重构静电平衡关系，使得法拉第电磁场定律与牛顿的三定律关联。

为便于MCU执行信号处理与分析，模数转换器将同相放大器放大处理后的检测信号的模拟信号转换为数字信号，以便MCU执行分析处理。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，如图5所示，所述静电检测单元，还包括：

滤波器43，所述滤波器的输入端与所述同相放大器的输出端电连接。

工频陷波器44，所述工频陷波器的输入端与所述滤波器的输出端电连接，所述工频陷波器的输出端与所述模数转换器的输入端电连接。

本申请实例中，对于经放大后的检测信号，通过滤波器和工频陷波器执行信号过滤优化与频率筛选，有效提高输入至模数转换器的模拟信号质量，进而提高MCU获得的数字信号的质量，提升静电检测准确性。

可选的，基于上述实施例提供的静电场传感器，如图6所示，所述微控制单元用于通过串口通信单元将检测到的所述待测设备的静电场强度发送至上位机45展示。

本提案提供的静电场传感器，通过静电场感应单元输出静电场信号，进而由静电检测单元实现静电场检测，获得空间电场信号。其中，通过同相放大器放大毫伏级别信号，通过滤波器过滤干扰信息，进而通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，以便MCU执行分析处理。MCU执行信号处理后，将处理结果通过串口通信，将处理结果信息同步发送至上位机显示，形成装置的闭环监测。

基于上述实施例提供的静电场传感器，可选的，所述磁场单元、所述开关单元、所述静电感应单元和所述静电检测单元设置在所述待测设备内。

本申请实施例提供的方案能提升设备集成性，在需要检测静电时，可以通过MCU的串口接出信号获取。对于体积较小的精密仪器，将本方案的静电场传感器集成在设备内，能进一步提升静电检测准确性，提升检测便捷性，有利于实现生产。

本提案采用电磁感应原理，对于静电平衡的系统重构另一个系统供电回路。借助单片机软件算法控制法拉第电磁感应定律频率，改变感应层的电力平衡条件，使感应板产生横向的电场变成与空间电场的矢量力学的叠加，达到自激励场的控制效果。其中，将屏蔽场的机械问题转换为通过软件就能操作的电学问题，使用物理学法拉第的基本原理，重构电路中的电力平衡。在信号的检测上独特使用覆铜板的绝缘层与电阻元件，动态构建电势差。本提案采用半导体的PCB工艺，将覆铜板与绝缘层、电阻元件，通过开关的开断，形成变化的电位差，达到同相放大器能够检测的效果。

本提案提出的静电场传感器，对于高频信号通过力学平衡的软件控制，既能实现信号的自动屏蔽功能，对于高频电路也可以进行信号的快速放大功能。对于通信领域的信号屏蔽、快速信号检测等领域，能满足微型化、软件即可操作的优点。在电磁场通信及检测领域，工业设备及检测领域对通信业务发展有较高使用价值。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种静电场传感器，其特征在于，包括：

磁场单元，用于周期性产生电磁场；

开关单元，包括基于所述电磁场周期性开闭的开关，所述开关的第一端与电源的第一端电连接，所述开关的第二端与静电感应单元的第一端电连接，所述电源的第二端与所述静电感应单元的第二端电连接；

静电感应单元，包括位于所述静电感应单元的第一端的第一感应层和位于所述静电感应单元的第二端的第二感应层，所述第一感应层和所述第二感应层之间设置有绝缘层，所述绝缘层中包括连接在所述第一感应层和所述第二感应层之间的电阻，所述第一感应层和所述第二感应层设置在待测设备内；

静电检测单元，所述静电检测单元的第一端与所述第一感应层电连接，所述静电检测单元的第二端与所述第二感应层电连接，所述静电检测单元用于根据所述电磁场和所述第一感应层与所述第二感应层之间的电势差检测所述待测设备的静电场强度；

所述磁场单元中的线圈为电磁继电器中的线圈；

所述开关单元中的开关为所述电磁继电器中的动触点和静触点构成的开关。

2.如权利要求1所述的静电场传感器，其特征在于，所述静电检测单元包括微控制单元；

所述微控制单元用于通过第一接口向所述开关单元提供电源；

所述微控制单元用于通过第二接口采集所述第一感应层与所述第二感应层之间的电势差，并根据所述电磁场检测所述待测设备的静电场强度。

3.如权利要求2所述的静电场传感器，其特征在于，

所述微控制单元用于通过第三接口向所述磁场单元发送矩形脉冲波，所述矩形脉冲波用于控制所述磁场单元中的线圈周期性产生电磁场。

4.如权利要求3所述的静电场传感器，其特征在于，所述微控制单元的第三接口为推挽输出模式的通用输入输出端口。

5.如权利要求2～4任一项所述的静电场传感器，其特征在于，所述静电检测单元，包括：

同相放大器，所述同相放大器的第一输入端与所述第一感应层电连接，所述同相放大器的第二输入端与所述第二感应层电连接，所述同相放大器的输出端与模数转换器的输入端电连接；

模数转换器，所述模数转换器的输出端与所述微控制单元的第二接口电连接。

6.如权利要求5所述的静电场传感器，其特征在于，所述静电检测单元，还包括：

滤波器，所述滤波器的输入端与所述同相放大器的输出端电连接；

工频陷波器，所述工频陷波器的输入端与所述滤波器的输出端电连接，所述工频陷波器的输出端与所述模数转换器的输入端电连接。

7.如权利要求5所述的静电场传感器，其特征在于，

所述微控制单元用于通过串口通信单元将检测到的所述待测设备的静电场强度发送至上位机展示。

8.如权利要求1所述的静电场传感器，其特征在于，

所述磁场单元、所述开关单元、所述静电感应单元和所述静电检测单元设置在所述待测设备内。

9.如权利要求1所述的静电场传感器，其特征在于，

所述第一感应层和所述第二感应层为所述待测设备中的印制电路板的覆铜板。