CN206657099U - 静电电压表自动化校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计量物理量的测量装置，针对现有的对非接触式静电电压表的校准装置在使用时需要人为介入，自动化程度低、存在安全隐患等缺陷，提出一种静电电压表自动化校准装置。该装置包括高压发生器、静电屏、校准平台、摄像机、驱动机构、位置控制器和控制器，其中，静电屏与高压发生器相连；校准平台与静电屏相对，校准平台具有用于承载静电电压表的第一区域；摄像机朝向第一区域；驱动机构包括与位置控制器连接的位置驱动机构和角度驱动机构；控制器分别与高压发生器、摄像机和位置控制器电连接。本实用新型结构紧凑，能够自动调整被测静电电压表与静电屏之间的距离和角度，实现自动化校准。

Description

静电电压表自动化校准装置

技术领域

本实用新型涉及计量物理量的测量装置，具体是一种静电电压表自动化校准装置。

背景技术

在静电防护测量和静电研究中广泛使用静电电压表，有接触式和非接触式两种类型。其中非接触式静电电压表是常用的一种。它在不与被测表面接触的情况下，利用电场感应原理或其它原理，测量出表面的电压和电场数值。该电压是以无穷远或大地为参考电位的。测量结果显示为电场[伏特/米]，则称为静电电场表(Static Field Meter)；测量结果显示为电压[伏特]，则称为非接触式静电电压表，该类表还需要对探头到被测表面的距离进行测量或设置，该距离的长度称为测量距离。

非接触式静电电压表和静电电场表的测量值是否准确可靠，需要用校准装置进行溯源。静电电压可以溯源到直流高电压标准上。一般校准装置采用标准静电电场的方法，即用一个金属平板形成等电位平面，连接直流高压源维持稳定电位，靠近金属平板中心处的电场近似于平行电场，可作为标准静电场。被校准的仪表在标准静电场中，在设定距离上的读数可以与直流高压源输出电压值相比较，从而达到校准的目的。

现有的对非接触式静电电压表的校准装置在使用时需要人为介入，人为因素对校准影响较大，且存在操作不便、缺乏安全保护等问题。此外，静电电压表最后示值的读取也不方便；有的场合需要固定静电电压表的角度，现有校准装置没有设置角度调整功能，无法满足这些要求；需要长距离测量的要求也对静电屏的直径做出了更高要求。上述问题至今均未得到完全解决，给静电电压表的溯源带来诸多不便。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种静电电压表自动化校准装置。本实用新型结构紧凑，能够自动调整被测静电电压表与静电屏之间的距离和角度，实现自动化校准。

本实用新型采用技术方案如下：

一种静电电压表自动化校准装置，包括：

高压发生器，

静电屏，所述静电屏与所述高压发生器相连；

校准平台，所述校准平台与所述静电屏相对，所述校准平台具有用于承载静电电压表的第一区域；

摄像机，所述摄像机朝向所述第一区域，用于读取所述第一区域承载的静电电压表的读数；

驱动机构，所述驱动机构包括位置驱动机构和角度驱动机构，所述角度驱动机构设置在所述校准平台上，用于调整所述第一区域承载的静电电压表与校准平台之间的夹角，所述位置驱动机构与所述校准平台相连，用于调整所述校准平台与所述静电屏之间的距离；

位置控制器，所述位置控制器分别与所述位置驱动机构和所述角度驱动机构电连接，用于分别控制所述位置驱动机构和所述角度驱动机构动作；

控制器，所述控制器分别与所述高压发生器、所述摄像机和所述位置控制器电连接。

优选地，所述校准平台上安装有距离检测机构，所述距离检测机构与所述控制器电连接，用于检测所述校准平台与所述静电屏之间的距离，并将检测数据发送至所述控制器。

优选地，所述位置驱动机构包括第一位置驱动机构和第二位置驱动机构；所述第一位置驱动机构与所述校准平台连接，用于调整所述校准平台的水平位移；所述第二位置驱动机构与所述第一位置驱动机构连接，用于调整所述校准平台的垂直位移。

优选地，所述第一位置驱动机构包括第一驱动电机和第一移动滑台，所述校准平台设置在所述第一移动滑台上并可沿所述第一移动滑台移动，所述第一驱动电机与所述位置控制器电连接；

所述第二位置驱动机构包括第二驱动电机和第二移动滑台，所述第一移动滑台设置在所述第二移动滑台上并可沿所述第二移动滑台移动，所述第二驱动电机与所述位置控制器电连接。

优选地，所述角度驱动机构包括角度起降台和第三驱动电机，所述角度起降台设置在所述校准平台的第一区域内，所述第三驱动电机与所述位置控制器电连接，所述角度起降台能够在所述第三驱动电机的驱动下调整所述第一区域承载的静电电压表与校准平台之间的夹角。

优选地，所述装置还包括用于支撑所述摄像机的第一支架，所述第一支架安装在所述校准平台上。

优选地，所述装置还包括接地平板和第二支架，所述第二支架设置在所述接地平板上，所述第二移动滑台安装在所述第二支架上。

优选地，所述装置还包括用于支撑所述静电屏的第三支架，所述第三支架设置在所述接地平板上，所述第三支架具有绝缘臂。

优选地，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为步进电机。

优选地，所述静电屏的直径为300mm-600mm。

本实用新型的有益效果是：

(1)使用本实用新型提供的装置进行测试校准时，可以通过位置控制器控制驱动机构动作，结合距离检测机构的检测数据，实现静电电压表与静电屏之间距离调整的自动化和数字化，无需手动调整静电电压表前端与静电屏之间的距离。此外，设置角度驱动机构，自动调整静电电压表与校准平台之间的夹角，能够满足具有特殊角度要求的静电电压表的校准需求。

(2)控制器分别与高压发生器、摄像机和位置控制器连接，通过控制器可以方便地控制高压发生器的通断及升降压，控制器向位置控制器发送指令，通过位置控制器控制校准平台与静电屏之间的距离，摄像机将监测到的静电电压表的显示数据上传给控制器，实现静电电压表全自动化校准，无需人工干预，消除了安全隐患，同时提高了工作效率。

(3)静电屏的直径高达600mm，可以覆盖当前所有长距离静电电压表校准要求，具有适用范围广的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型提供的一种静电电压表自动化校准装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的静电电压表自动化校准装置的工作流程示意图。

图中：1-位置控制器，2-第二支架，3-位置驱动机构，4-校准平台，5-第一支架，6-摄像机，7-角度驱动机构，8-静电屏，9-高压发生器，10-距离检测机构，11-静电电压表，12-控制器，13-绝缘臂，14-接地平板，301-第二移动滑台，302-第二驱动电机，303-第一移动滑台，304-第一驱动电机，701-角度起降台，702-第三驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例提供一种静电电压表自动化校准装置，包括：高压发生器9、静电屏8、校准平台4、摄像机6、驱动机构、位置控制器1和控制器12。其中，所述静电屏8与所述高压发生器9相连；所述校准平台4与所述静电屏8相对，所述校准平台4具有用于承载静电电压表11的第一区域，所述摄像机6朝向所述第一区域，用于检测所述第一区域承载的静电电压表11，所述驱动机构包括位置驱动机构3和角度驱动机构7，所述角度驱动机构7设置在所述校准平台4上，用于调整所述第一区域承载的静电电压表11与校准平台4之间的夹角，所述位置驱动机构3与所述校准平台4相连，用于调整所述校准平台4与所述静电屏8之间的距离，所述位置控制器1分别与所述位置驱动机构3和所述角度驱动机构7电连接，用于分别控制所述位置驱动机构3和所述角度驱动机构7动作；所述控制器12分别与所述高压发生器9、所述摄像机6和所述位置控制器1电连接。

进一步地，所述校准平台4上还安装有距离检测机构10，所述距离检测机构10与所述控制器12电连接，用于检测所述校准平台4与所述静电屏8之间的距离，并将检测数据发送至所述控制器12。优选地，所述距离检测机构10可以是激光测距仪。

作为一种优选的实施方式，所述位置驱动机构3包括第一位置驱动机构和第二位置驱动机构；所述第一位置驱动机构与所述校准平台4连接，用于调整所述校准平台4的水平位移；所述第二位置驱动机构与所述第一位置驱动机构连接，用于调整所述校准平台4的垂直位移。具体的，所述第一位置驱动机构包括第一驱动电机304和第一移动滑台303，所述校准平台4设置在所述第一移动滑台303上并可沿所述第一移动滑台303移动，所述第一驱动电机304与所述位置控制器1电连接；所述第二位置驱动机构包括第二驱动电机302和第二移动滑台301，所述第一移动滑台303设置在所述第二移动滑台301上并可沿所述第二移动滑台301移动，所述第二驱动电机302与所述位置控制器1电连接。所述角度驱动机构7包括和第三驱动电机702，所述角度起降台701设置在所述校准平台4的第一区域内，所述第三驱动电机702与所述位置控制器1电连接，所述角度起降台701能够在所述第三驱动电机702的驱动下调整所述第一区域承载的静电电压表与校准平台之间的夹角；优选地，可以通过驱动角度起降台701的顶面高出、平齐或者低于所述第一区域的表面，来使第一区域承载的静电电压表与校准平台之间形成校准所需的夹角。

优选地，所述装置还包括第一支架5、接地平板14、第二支架2和第三支架。其中，第一支架5安装在所述校准平台4上，用于支撑所述摄像机6；所述第二支架2设置在所述接地平板14上，所述第二移动滑台301安装在所述第二支架2上；所述第三支架设置在所述接地平板14上，所述第三支架具有绝缘臂13。

优选地，所述第一驱动电机304和第二驱动电机302均为步进电机。所述静电屏8的直径为300mm-600mm。静电屏可以覆盖当前所有长距离静电电压表校准要求，具有适用范围广的优点。

本实施例中，控制器分别与高压发生器、摄像机和位置控制器连接，通过控制器可以方便地控制高压发生器的通断及升降压，控制器向位置控制器发送指令，通过位置控制器控制校准平台与静电屏之间的距离，摄像机将监测到的静电电压表的显示数据上传给控制器，实现静电电压表全自动化校准，无需人工干预，消除了安全隐患，同时提高了工作效率。

使用本实用新型提供的装置进行测试校准时，可以通过位置控制器控制驱动机构动作，结合距离检测机构的检测数据，实现静电电压表与静电屏之间距离调整的自动化和数字化，无需手动调整静电电压表前端与静电屏之间的距离。此外，设置角度驱动机构，自动调整静电电压表与校准平台之间的夹角，能够满足具有特殊角度要求的静电电压表的校准需求。

实施例2

本实施例提供一种静电电压表自动化校准装置，可用于对静电电压表进行校准。图1是本实施例提供的一种静电电压表自动化校准装置的结构示意图。参见图1，所述静电电压表自动化校准装置包括：高压发生器9、静电屏8、校准平台4、摄像机6、驱动机构、位置控制器1、控制器12、距离检测机构10、第一支架5、第二支架2、第三支架和接地平板14，所述高压发生器9通过IEEE488总线与控制器12连接，所述摄像机6、距离检测机构10和位置控制器1分别通过数据线与控制器12连接。

其中，第二支架2和第三支架均设置在所述接地平板14上。所述第三支架支撑所述静电屏8，所述静电屏8与高压发生器9相连，第三支架具有绝缘臂13。所述第二支架2支撑所述驱动机构，所述校准平台4设置在驱动机构上，所述校准平台4与所述静电屏8相隔一定距离设置，静电屏8的直径优选为300mm-600mm，校准平台4具有用于承载静电电压表11的第一区域，所述驱动机构与位置控制器1连接，控制器12将控制指令发送给位置控制器1，位置控制器1根据控制指令控制驱动机构动作，从而调整校准平台4与静电屏8之间的距离，进而改变校准平台4上的静电电压表11与静电屏8之间的距离。所述距离检测机构10用于检测校准平台4与静电屏8之间的距离，并将检测数据发送至所述控制器12。所述第一支架5设置在校准平台4上，摄像机6安装在第一支架5上并朝向所述校准平台4上的第一区域，用于检测所述第一区域承载的静电电压表11的显示数据，并将检测数据发送至控制器12。

所述驱动机构包括位置驱动机构3和角度驱动机构7，所述角度驱动机构7设置在所述校准平台4上，用于调整所述第一区域承载的静电电压表11与校准平台4之间的夹角，所述位置驱动机构3与所述校准平台4相连，用于调整所述校准平台4与所述静电屏8之间的距离。作为一种优选方式，所述位置驱动机构3包括第一位置驱动机构3和第二位置驱动机构3；所述第一位置驱动机构与所述校准平台4连接，用于调整所述校准平台4的水平位移；所述第二位置驱动机构与所述第一位置驱动机构连接，用于调整所述校准平台4的垂直位移。具体的，所述第一位置驱动机构3包括第一驱动电机304和第一移动滑台303，所述校准平台4设置在所述第一移动滑台303上并可沿所述第一移动滑台303水平移动，所述第一驱动电机304与所述位置控制器1电连接；所述第二位置驱动机构3包括第二驱动电机302和第二移动滑台301，所述第二移动滑台301安装在所述第二支架2上，所述第一移动滑台303设置在所述第二移动滑台301上并可沿所述第二移动滑台301上下移动，所述第二驱动电机302与所述位置控制器1电连接。优选地，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为步进电机，步进电机最高进行128细分，可使电机步距角细分到0.014025度；同时可控制步进电机的速度和运动方向。所述角度驱动机构7包括和第三驱动电机702，所述角度起降台701设置在所述校准平台4的第一区域内，所述第三驱动电机702与所述位置控制器1电连接，所述角度起降台701能够在所述第三驱动电机702的驱动下突出、平齐或者低于所述第一区域的表面，以调整所述第一区域承载的静电电压表与校准平台之间的夹角。

图2是本实用新型提供的静电电压表自动化校准装置的工作流程示意图。参见图2，使用本装置对静电电压表校准时，将静电电压表11放置在校准平台4的第一区域中，使静电电压表11的前端与静电屏8相对，并使静电电压表11的前端位于角度起降台701的上方。通过控制器12中的操作软件，向位置控制器1发送控制指令，通过位置控制器1驱动第一驱动电机304、第二驱动电机302和/或第三驱动电机702动作，带动校准平台4进行快进、快退、慢进、慢退、微调位移以及角度起降台701升降等动作，使静电电压表11前端与静电屏8之间的距离达到校准时需要的距离，静电电压表11与校准平台4之间的夹角达到校准时需要的角度。校准时，摄像机6实时采集静电电压表11的显示图像，并将采集图像回传给控制器12，控制器12从摄像机6回传的图像中提取静电电压表11的测量显示值，可以将显示值进行记录和显示，还可以将测量显示值发送至管理系统，实现被测静电电压表与管理系统的信息交互，经过审核后，自动打印证书；无需人工干预，提高校准效率，实现静电电压表校准的全自动化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种静电电压表自动化校准装置，其特征在于，包括：

高压发生器(9)，

静电屏(8)，所述静电屏(8)与所述高压发生器(9)相连；

校准平台(4)，所述校准平台(4)与所述静电屏(8)相对，所述校准平台(4)具有用于承载静电电压表(11)的第一区域；

摄像机(6)，所述摄像机(6)朝向所述第一区域，用于读取所述第一区域承载的静电电压表(11)的读数；

驱动机构，所述驱动机构包括位置驱动机构(3)和角度驱动机构(7)，所述角度驱动机构(7)设置在所述校准平台(4)上，用于调整所述第一区域承载的静电电压表(11)与校准平台(4)之间的夹角，所述位置驱动机构(3)与所述校准平台(4)相连，用于调整所述校准平台(4)与所述静电屏(8)之间的距离；

位置控制器(1)，所述位置控制器(1)分别与所述位置驱动机构(3)和所述角度驱动机构(7)电连接，用于分别控制所述位置驱动机构(3)和所述角度驱动机构(7)动作；

控制器(12)，所述控制器(12)分别与所述高压发生器(9)、所述摄像机(6)和所述位置控制器(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述校准平台(4)上安装有距离检测机构(10)，所述距离检测机构(10)与所述控制器(12)电连接，用于检测所述校准平台(4)与所述静电屏(8)之间的距离，并将检测数据发送至所述控制器(12)。

3.根据权利要求1所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述位置驱动机构(3)包括第一位置驱动机构和第二位置驱动机构；所述第一位置驱动机构与所述校准平台(4)连接，用于调整所述校准平台(4)的水平位移；所述第二位置驱动机构与所述第一位置驱动机构连接，用于调整所述校准平台(4)的垂直位移。

4.根据权利要求3所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述第一位置驱动机构包括第一驱动电机(304)和第一移动滑台(303)，所述校准平台(4)设置在所述第一移动滑台(303)上并可沿所述第一移动滑台(303)移动，所述第一驱动电机(304)与所述位置控制器(1)电连接；

所述第二位置驱动机构包括第二驱动电机(302)和第二移动滑台(301)，所述第一移动滑台(303)设置在所述第二移动滑台(301)上并可沿所述第二移动滑台(301)移动，所述第二驱动电机(302)与所述位置控制器(1)电连接。

5.根据权利要求1所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述角度驱动机构(7)包括角度起降台(701)和第三驱动电机(702)，所述角度起降台(701)设置在所述校准平台(4)的第一区域内，所述第三驱动电机(702)与所述位置控制器(1)电连接，所述角度起降台(701)能够在所述第三驱动电机(702)的驱动下调整所述第一区域承载的静电电压表(11)与校准平台(4)之间的夹角。

6.根据权利要求1所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述装置还包括用于支撑所述摄像机(6)的第一支架(5)，所述第一支架(5)安装在所述校准平台(4)上。

7.根据权利要求4所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述装置还包括接地平板(14)和第二支架(2)，所述第二支架(2)设置在所述接地平板(14)上，所述第二移动滑台(301)安装在所述第二支架(2)上。

8.根据权利要求7所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述装置还包括用于支撑所述静电屏(8)的第三支架，所述第三支架设置在所述接地平板(14)上，所述第三支架具有绝缘臂(13)。

9.根据权利要求4所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述第一驱动电机(304)和第二驱动电机(302)均为步进电机。

10.根据权利要求1所述的静电电压表自动化校准装置，其特征在于，所述静电屏(8)的直径为300mm-600mm。