随着直流输变电工程及直流驱动电器的广泛应用,测量和评价直流电场强度的分布对人员和设备的影响成为研究热点。本文研究了一种基于DSP的便携式直流电场测量仪(以下简称场强仪)装置,对探头装置的小型化、通用化进行研究,利用DSP的高速、低功耗、嵌入式等特点,对探头数据进行采集处理,减小了场强仪的体积,使得场强仪的应用场景更加广泛。传感器研究包括机械结构设计、结构分析、模型仿真、机械结构参数优化、信号调理电路设计等。通过对直流合成电场的分布规律、测量原理进行研究,基于高斯定理的方法设计了直流电场传感器模型。并为该传感器结构模型建立了数学解析模型以及有限元数值仿真模型,利用有限元软件对传感器的关键机械参数进行仿真分析,基于分析的结果对传感器机械结构参数进行了优化,实现探头装置的小型化。根据传感器信号的特点,为其设计了I-V变换电路、带通滤波电路等辅助电路,实现传感器装置的通用化。场强仪实现包括方案设计、系统硬件设计、系统软件设计、系统测评四个部分。方案设计由电源模块、DSP处理器、探头装置、以及接口单元共同组成。系统硬件设计包括模数转换电路、电机稳速模块、人机交互模块、以及电源管理模块等。系统软件设计主要包括电机稳速程序、AD采集程序、FIR数字滤波、人机交互程序。系统测评包括标准场强信号发生装置设计、场强仪系统的标定测试、性能指标分析、以及场强仪改进方案等研究内容。本论文研究涉及直流电场传感器技术、微弱信号调理技术、嵌入式技术、数字信号处理技术等。