CN110865230B - 一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法 - Google Patents

一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110865230B
CN110865230B CN201910991937.2A CN201910991937A CN110865230B CN 110865230 B CN110865230 B CN 110865230B CN 201910991937 A CN201910991937 A CN 201910991937A CN 110865230 B CN110865230 B CN 110865230B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
threshold
signal
adc
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910991937.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110865230A (zh
Inventor
张立新
陆松
余晓栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Xinfu Rui Microelectronics Co.,Ltd.
Original Assignee
Binjiang College of Nanjing University of Information Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Binjiang College of Nanjing University of Information Engineering filed Critical Binjiang College of Nanjing University of Information Engineering
Priority to CN201910991937.2A priority Critical patent/CN110865230B/zh
Publication of CN110865230A publication Critical patent/CN110865230A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110865230B publication Critical patent/CN110865230B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法，属于测电笔技术领域。非接触式测电笔包括天线、微控制单元、LED灯、蜂鸣器、按键单元；按键单元用于启闭微控制单元；微控制单元驱动天线；微控制单元包括ADC单元、计算单元、储存单元；天线用于采集电信号，并输出模拟电信号至ADC单元；ADC单元用于ADC采样，将模拟电信号转换成数字电信号并将采样后的数字电信号输入计算单元；计算单元用于计算测量出数字电信号的信号强度，输出信号强度至储存单元并根据信号强度分析判断，驱动LED灯、蜂鸣器。本发明提升了非接触式测电笔的测量准确性和减少不同测电笔之间的测量差异。

Description

一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法
技术领域
本发明具体涉及一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法，属于测电笔技术领域。
背景技术
现有的测电笔基本都是接触式的，使用试电笔时，一定要用手触及试电笔尾端的金属部分，这种方式不够安全。最近出现了非接触式测电笔，非接触式电笔的原理是电磁感应原理，当非接触式电笔靠近火线时，通过电笔内部电路处理，让LED发光和蜂鸣器发出声响。当电笔靠近火线时，交流电在空间有电磁辐射，经过电笔天线接收、滤波、放大、比较之后控制LED发光和蜂鸣器发出声响提示。非接触式电笔由于依靠磁场变化才能测量，所以只能用于交流电测试，不能测量直流电。虽然非接触式测电笔提高了安全性，但是在判断算法和校准上不够精确。
发明内容
本发明为了解决现有的非接触式测电笔，在判断算法和校准上不够精确的问题提出了一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法。
本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：
一种非接触式测电笔，包括天线、微控制单元、LED灯、蜂鸣器、按键单元；所述按键单元用于启闭微控制单元；所述微控制单元驱动天线；所述微控制单元包括ADC单元、计算单元、储存单元；所述天线用于采集电信号，并输出模拟电信号至ADC单元；所述ADC单元用于ADC采样，将模拟电信号转换成数字电信号并将采样后的数字电信号输入计算单元；所述计算单元用于计算测量出数字电信号的信号强度，输出信号强度至储存单元并根据信号强度分析判断，驱动LED灯、蜂鸣器。
进一步作为本发明的优选技术方案，还包括外部存储器；所述计算单元的输出端与外部存储器的输入端连接；所述外部存储器采用E2PROM存储器。
进一步作为本发明的优选技术方案，所述天线采用铝片天线。
进一步作为本发明的优选技术方案，所述储存单元采用BIE内部存储器。
进一步作为本发明的优选技术方案，所述ADC单元采用ADC转换器。
基于所述非接触式测电笔的测量算法，包括以下步骤：步骤1、天线感应到交流电产生的磁场，并输出正弦电信号至ADC单元；步骤2、初始化ADC单元,设置ADC单元采样频率为100Hz；步骤3、ADC单元进行信号采样，连续信号采样2秒，记录ADC单元信号采样值的最大值和最小值并输入计算单元；步骤4、计算单元计算信号采样最大值与信号采样最小值的差值diff；当信号采样时间小于2秒时，则返回步骤3；步骤5、ADC单元累计信号采样2次，计算单元计算2次差值diff的平均值avg；当信号采样次数小于2次，则返回步骤3；步骤6、储存单元内设置第一阈值lim1至第三阈值lim3，计算单元调用第一阈值lim1至第三阈值lim3；步骤7、计算单元将平均值avg分别与第一阈值lim1、第二阈值lim2、第三阈值lim3进行比较；若平均值avg小于第一阈值lim1,则信号强度为level0；若第一阈值lim1小于等于平均值avg且平均值avg小于第二阈值lim2,则信号强度为level1；若第二阈值lim2小于等于平均值avg且平均值avg小于第三阈值lim3,则信号强度为level2；若第三阈值lim3小于等于平均值avg,则信号强度为level3；步骤8、计算单元根据计算出的信号强度驱动LED灯、蜂鸣器。
基于所述非接触式测电笔的测量算法的校准方法，包括以下步骤：步骤1、设置低信号强度的交流电信号源；步骤2、重复上述测量算法的步骤1至步骤5，测得低信号强度平均值avg，则该低信号强度平均值avg为校准后的第一阈值lim1并通过计算单元输出至储存单元；步骤3、设置中信号强度的交流电信号源；步骤4、重复上述测量算法的步骤1至步骤5，测得中信号强度平均值avg，则该中信号强度平均值avg为校准后的第二阈值lim2并通过计算单元输出至储存单元；步骤5、设置高信号强度的交流电信号源；步骤6、重复上述测量算法的步骤1至步骤5，测得高信号强度平均值avg，则该高信号强度平均值avg为校准后的第三阈值lim3并通过计算单元输出至储存单元；步骤7、储存单元存储校准后的第一阈值lim1至第三阈值lim3。
本发明的技术方案相对于现有技术的有益效果为：本发明的技术方案提升了非接触式测电笔的测量准确性和减少不同测电笔之间的测量差异。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的测量算法流程图；
图3为本发明的校准方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种非接触式测电笔，包括天线、微控制单元、LED灯、蜂鸣器、按键单元；按键单元用于启闭微控制单元；微控制单元驱动天线；微控制单元包括ADC单元、计算单元、储存单元；天线用于采集电信号，并输出模拟电信号至ADC单元；ADC单元用于ADC采样，将模拟电信号转换成数字电信号并将采样后的数字电信号输入计算单元；计算单元用于计算测量出数字电信号的信号强度，输出信号强度至储存单元并根据信号强度分析判断，驱动LED灯、蜂鸣器。
还包括外部存储器；计算单元的输出端与外部存储器的输入端连接；外部存储器采用E2PROM存储器。天线采用铝片天线。储存单元采用BIE内部存储器。ADC单元采用ADC转换器。
交流电产生电磁场，铝片天线感应到磁场，并输出正弦电信号，通过ADC采样后，输入计算单元，计算单元测量其强度，通过LED和蜂鸣器表现出来。
如图2所示，基于非接触式测电笔的测量算法，包括以下步骤：步骤1、天线感应到交流电产生的磁场，并输出正弦电信号至ADC单元；步骤2、初始化ADC单元,设置ADC单元采样频率为100Hz；步骤3、ADC单元进行信号采样，连续信号采样2秒，记录ADC单元信号采样值的最大值和最小值并输入计算单元；步骤4、计算单元计算信号采样最大值与信号采样最小值的差值diff；当信号采样时间小于2秒时，则返回步骤3；步骤5、ADC单元累计信号采样2次，计算单元计算2次差值diff的平均值avg；当信号采样次数小于2次，则返回步骤3；步骤6、储存单元内设置第一阈值lim1至第三阈值lim3，计算单元调用第一阈值lim1至第三阈值lim3；步骤7、计算单元将平均值avg分别与第一阈值lim1、第二阈值lim2、第三阈值lim3进行比较；若平均值avg小于第一阈值lim1,则信号强度为level0；若第一阈值lim1小于等于平均值avg且平均值avg小于第二阈值lim2,则信号强度为level1；若第二阈值lim2小于等于平均值avg且平均值avg小于第三阈值lim3,则信号强度为level2；若第三阈值lim3小于等于平均值avg,则信号强度为level3；步骤8、计算单元根据计算出的信号强度驱动LED灯、蜂鸣器。
天线感应交流电的磁场，转换为电信号，使用ADC转换模拟信号为数字信号，微控制单元通过一定时间处理，采样两个周期的信号，找出最大与最小值，计算它们的差值，通过差值的大小来判断磁场大小，进一步判断交流电的电压高低。
如图3所示，基于非接触式测电笔的测量算法的校准方法，包括以下步骤：步骤1、设置低信号强度的交流电信号源；步骤2、重复上述测量算法的步骤1至步骤5，测得低信号强度平均值avg，则该低信号强度平均值avg为校准后的第一阈值lim1并通过计算单元输出至储存单元；步骤3、设置中信号强度的交流电信号源；步骤4、重复上述测量算法的步骤1至步骤5，测得中信号强度平均值avg，则该中信号强度平均值avg为校准后的第二阈值lim2并通过计算单元输出至储存单元；步骤5、设置高信号强度的交流电信号源；步骤6、重复上述测量算法的步骤1至步骤5，测得高信号强度平均值avg，则该高信号强度平均值avg为校准后的第三阈值lim3并通过计算单元输出至储存单元；步骤7、储存单元存储校准后的第一阈值lim1至第三阈值lim3。
校准过程需要准备一台交流电源，设置低、中、高三种幅度的电压输出，期间要注意人员安全隔离。当非接触式测电笔的天线靠近电源时，就可以分别测量并记录下三种阈值，写到BIE内部存储器或者外部E2PROM存储器保存起来。正常测量情况下，这些数据会先加载到BIE内部存储器。
上述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种非接触式测电笔，其特征在于，包括天线、微控制单元、LED灯、蜂鸣器、按键单元；所述按键单元用于启闭微控制单元；所述微控制单元驱动天线；所述微控制单元包括ADC单元、计算单元、储存单元；所述天线用于采集电信号，并输出模拟电信号至ADC单元；所述ADC单元用于ADC采样，将模拟电信号转换成数字电信号并将采样后的数字电信号输入计算单元；所述计算单元用于计算测量出数字电信号的信号强度，输出信号强度至储存单元并根据信号强度分析判断，驱动LED灯、蜂鸣器；
还包括外部存储器；所述计算单元的输出端与外部存储器的输入端连接；所述外部存储器采用E2PROM存储器；所述天线采用铝片天线；所述储存单元采用BIE内部存储器；所述ADC单元采用ADC转换器；
基于所述非接触式测电笔的测量算法，包括以下步骤：
步骤1、天线感应到交流电产生的磁场，并输出正弦电信号至ADC单元；
步骤2、初始化ADC单元,设置ADC单元采样频率为100Hz；
步骤3、ADC单元进行信号采样，连续信号采样2秒，记录ADC单元信号采样值的最大值和最小值并输入计算单元；
步骤4、计算单元计算信号采样最大值与信号采样最小值的差值diff；当信号采样时间小于2秒时，则返回步骤3；
步骤5、ADC单元累计信号采样2次，计算单元计算2次差值diff的平均值avg；当信号采样次数小于2次，则返回步骤3；
步骤6、储存单元内设置第一阈值lim1至第三阈值lim3，计算单元调用第一阈值lim1至第三阈值lim3；
步骤7、计算单元将平均值avg分别与第一阈值lim1、第二阈值lim2、第三阈值lim3进行比较；若平均值avg小于第一阈值lim1,则信号强度为level0；若第一阈值lim1小于等于平均值avg且平均值avg小于第二阈值lim2,则信号强度为level1；若第二阈值lim2小于等于平均值avg且平均值avg小于第三阈值lim3,则信号强度为level2；若第三阈值lim3小于等于平均值avg,则信号强度为level3；
步骤8、计算单元根据计算出的信号强度驱动LED灯、蜂鸣器。
CN201910991937.2A 2019-10-18 2019-10-18 一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法 Active CN110865230B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910991937.2A CN110865230B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910991937.2A CN110865230B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110865230A CN110865230A (zh) 2020-03-06
CN110865230B true CN110865230B (zh) 2021-09-07

Family

ID=69652852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910991937.2A Active CN110865230B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110865230B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112284582B (zh) * 2020-10-27 2021-12-07 南京信息工程大学滨江学院 一种传感检测信号滤波方法及压力检测系统与应用
CN115372685B (zh) * 2022-07-29 2024-06-14 东莞市华博精测仪表科技有限公司 一种电压测量方法、电压测量装置以及测电笔

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6463876A (en) * 1987-09-03 1989-03-09 Ngk Insulators Ltd Electroscope apparatus
CN2036277U (zh) * 1988-03-29 1989-04-19 昆明钢铁公司 非接触式多用电子测电器
CN2159568Y (zh) * 1993-04-10 1994-03-23 黄明聪 感应式试电笔
CN101222211A (zh) * 2007-01-09 2008-07-16 冲电气工业株式会社 峰值保持电路和使用该峰值保持电路的信号强度检测电路
CN101876673A (zh) * 2010-05-27 2010-11-03 国网电力科学研究院 特高压直流非接触测距式验电方法
CN102401809A (zh) * 2011-08-26 2012-04-04 武汉钢铁(集团)公司 一种一氧化碳检测器及其在试电笔中的应用
CN102544771A (zh) * 2012-02-26 2012-07-04 中国电子科技集团公司第十研究所 多信道数字抗干扰天线系统的全面实时校准方法
JP2013160533A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 East Japan Railway Co 検電器及び検電方法
CN104345196A (zh) * 2014-10-30 2015-02-11 南京信息工程大学 一种有源微弱工频电流感应线圈
CN105320299A (zh) * 2014-05-28 2016-02-10 昆盈企业股份有限公司 触控笔与触控方法
CN105699742A (zh) * 2016-01-25 2016-06-22 中国电力科学研究院 一种±800kV直流输电线路带电作业验电装置
CN106908651A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 上海新岸线电子技术有限公司 一种感应式测电方法及测电装置
CN108872690A (zh) * 2018-07-04 2018-11-23 桂林市华谊智测科技有限责任公司 一种非接触式感应片及测电笔
CN109814741A (zh) * 2019-03-06 2019-05-28 汉王科技股份有限公司 一种电子笔

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120112535A1 (en) * 2008-09-27 2012-05-10 Aristeidis Karalis Wireless energy transfer for vehicles
US8890435B2 (en) * 2011-03-11 2014-11-18 Ilumi Solutions, Inc. Wireless lighting control system

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6463876A (en) * 1987-09-03 1989-03-09 Ngk Insulators Ltd Electroscope apparatus
CN2036277U (zh) * 1988-03-29 1989-04-19 昆明钢铁公司 非接触式多用电子测电器
CN2159568Y (zh) * 1993-04-10 1994-03-23 黄明聪 感应式试电笔
CN101222211A (zh) * 2007-01-09 2008-07-16 冲电气工业株式会社 峰值保持电路和使用该峰值保持电路的信号强度检测电路
CN101876673A (zh) * 2010-05-27 2010-11-03 国网电力科学研究院 特高压直流非接触测距式验电方法
CN102401809A (zh) * 2011-08-26 2012-04-04 武汉钢铁(集团)公司 一种一氧化碳检测器及其在试电笔中的应用
JP2013160533A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 East Japan Railway Co 検電器及び検電方法
CN102544771A (zh) * 2012-02-26 2012-07-04 中国电子科技集团公司第十研究所 多信道数字抗干扰天线系统的全面实时校准方法
CN105320299A (zh) * 2014-05-28 2016-02-10 昆盈企业股份有限公司 触控笔与触控方法
CN104345196A (zh) * 2014-10-30 2015-02-11 南京信息工程大学 一种有源微弱工频电流感应线圈
CN106908651A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 上海新岸线电子技术有限公司 一种感应式测电方法及测电装置
CN105699742A (zh) * 2016-01-25 2016-06-22 中国电力科学研究院 一种±800kV直流输电线路带电作业验电装置
CN108872690A (zh) * 2018-07-04 2018-11-23 桂林市华谊智测科技有限责任公司 一种非接触式感应片及测电笔
CN109814741A (zh) * 2019-03-06 2019-05-28 汉王科技股份有限公司 一种电子笔

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Effect of Light Intensity on Close-Range Photographic Imaging Quality and Measurement Precision;Kaifeng Ma 等;《International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering》;20160228;第11卷(第2期);69-78 *
基于振动电容传感技术的高压验电方法研究;古亮 等;《电测与仪表》;20190823;第56卷(第22期);126-130 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110865230A (zh) 2020-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110865230B (zh) 一种非接触式测电笔及其测量算法与校准方法
TW200642662A (en) Bioelectrical impedance measuring device and body composition measuring apparatus
CN107178359B (zh) 一种带光缆的连续油管实时智能测井系统
CN108287270A (zh) 一种电磁辐射检测系统
CN111595233A (zh) 一种无磁传感器
CN208673493U (zh) 一种火焰探测器及火焰探测报警系统
JP2007205780A (ja) 電力量調査装置
JP6019668B2 (ja) 生体情報検出器、生体情報検出装置および生体情報検出方法
CN102645582A (zh) 一种高精度测频系统
JP2008167868A (ja) 生体情報測定機
CN204313785U (zh) 一种便携式涂层测厚仪
CN203554262U (zh) 美容用小功率射频电源
CN106546794A (zh) 一种抬高预设电平三角波激励的惠斯通电桥测量电路
CN201242569Y (zh) 防辐射检测仪
CN204233108U (zh) 体温计
CN104865547B (zh) 积分型脉冲磁场测量系统信号注入标定方法
WO2003044923A3 (en) Method and system for monitoring electrical appliances
KR20130020554A (ko) 터치 패널 제어 시스템 및 제어 방법
CN210514451U (zh) 一种led电源电流参数测量装置
CN209524889U (zh) 一种平整度激光测量装置
CN220344406U (zh) 一种用于提高血氧仪测量值动态范围的结构
CN206710382U (zh) 一种制氧机氧浓度检测传感器
CN205720453U (zh) 具有射频辐射检测功能的插座
CN206132723U (zh) 空气质量nfc检测器
CN106199144A (zh) 超低功耗交流正弦波信号实时采样方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230117

Address after: 214000 Room 901, 902, 908, 9th floor, 599-3 (Building 3), West Jianshe Road, Wuxi, Jiangsu Province

Patentee after: Wuxi Xinfu Rui Microelectronics Co.,Ltd.

Address before: No.333 Xishan Avenue, Xishan District, Wuxi City, Jiangsu Province

Patentee before: Binjiang College of Nanjing University of Information Engineering