CN209400612U - 一种空间电场强度的探测电路 - Google Patents
一种空间电场强度的探测电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209400612U CN209400612U CN201822206291.6U CN201822206291U CN209400612U CN 209400612 U CN209400612 U CN 209400612U CN 201822206291 U CN201822206291 U CN 201822206291U CN 209400612 U CN209400612 U CN 209400612U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- output
- electrical field
- electromagnetic induction
- operational amplification
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种空间电场强度的探测电路，包括一个以上用于感应空间电场的电磁感应极板，在每一个电磁感应极板的输出连接有一个用于感应对应电磁感应极板的感应电荷数量并进行输出的运算放大电路；在每一个运算放大电路的输出端连接有仅对接收的数据进行转换并保证输出与对应的运算放大电路输出一致的AD转换电路；所有AD转换电路的输出均连接在同一个差分运算电路的输入端上，所述差分运算电路是一个用于获取所有AD转换电路的输出后然后进行差分计算，最终获得一个作为计算空间电场强度的基准值的恒定输出值的运算电路。本结构提高检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷电预警的控制领域，尤其是一种空间电场强度的探测电路。
背景技术
雷电灾害被联合国列为“最严重的十种自然灾害之一”，严重威胁着人类生命及财产安全。但由于雷击危害巨大、成灾迅速，且雷电发生的时间和空间具有很大的随机性，从而给其研究、预报和防治带来了极大的困难。
现有的雷电预警是通过探测空间电场强度的变化，来预测雷电发生的时间和预测雷电的强度，从而可以指导生产、生活避免雷电灾害损失。空间电场强度探测以下两种方式实现：1.机械式的空间电场场磨仪的探测，2.电子式的空间电场探测仪的探测。机械式的空间电场场磨仪具有输出电场数据恒定不变的优点，但存在设备容易损坏、维护复杂、使用寿命短等缺点，所以不易长时间、大规模安装。电子式的空间电场探测仪是全电子式的设备，使用寿命长，可以长时间、大规模安装。但由于技术上的问题，在恒定电场中，电子式空间电场探测仪存在输出空间电场强度数据会随时间的变化而变小的缺点，因此并不能十分精确地反映实时的电场强度，故此如何设计一款能够保证测量精度，提高雷电预警检测精确度的装置尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种提高测量精度及准确性的一种空间电场强度的探测电路。
为了实现上述目的，本实用新型所设计的一种空间电场强度的探测电路，包括一个以上用于感应空间电场的电磁感应极板，在每一个电磁感应极板的输出连接有一个用于感应对应电磁感应极板的感应电荷数量并进行输出的运算放大电路；在每一个运算放大电路的输出端连接有仅对接收的数据进行转换并保证输出与对应的运算放大电路输出一致的AD转换电路；所有AD转换电路的输出均连接在同一个差分运算电路的输入端上，所述差分运算电路是一个用于获取所有AD转换电路的输出后然后进行差分计算，最终获得一个作为计算空间电场强度的基准值的恒定输出值的运算电路。
作为优选，使得电路更加简单，所述的运算放大电路包括一个运算放大器，在运算放大器的反相输入端通过第一电阻与电磁感应极板的输出连接，所述运算放大器的同相输入端连接一个反馈电压Vref，所述运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间连接有第一电容，所述第一电容上并联有由第二电容和第二电阻串联的分支电路。
本实用新型得到的一种空间电场强度的探测电路，通过设计出多组感应极板、运算放大电路、AD转换电路、差分运算电路，保证探测电路所输出的空间电场强度是恒定不变的，然后给后期检测计算，最终保证对电场检测的准确性更好，精度更高，同时整体结构具有设计简单、成本低廉等有益效果。
附图说明
图1是实施例1的一种空间电场强度的探测电路的结构示意图；
图2是实施例1中第一运算放大电路的电路原理图；
图3是实施例1中第二运算放大电路的电路原理图；
图4是实施例1中两个运算放大电路的输出波形；
图5是实施例1中差分运算单元的输出波形示意图。
图中：电磁感应极板1、第一感应极板1-1、第二感应极板1-2、运算放大电路2、第一运算放大电路2-1、第二运算放大电路2-2、AD转换电路3、第一AD转换电路3、第二AD转换电路3-2、差分运算电路4、运算放大器5、第一电阻6、第一电容7、第二电容8、第二电阻9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供的一种空间电场强度的探测电路，包括一个以上用于感应空间电场的电磁感应极板1，在每一个电磁感应极板1的输出连接有一个用于感应对应电磁感应极板1的感应电荷数量并进行输出的运算放大电路2；在每一个运算放大电路2的输出端连接有仅对接收的数据进行转换并保证输出与对应的运算放大电路2输出一致的AD转换电路3；所有AD转换电路3的输出均连接在同一个差分运算电路4的输入端上，所述差分运算电路4是一个用于获取所有AD转换电路3的输出后然后进行差分计算，最终获得一个作为计算空间电场强度的基准值的恒定输出值的运算电路。在本实施例中所述的差分运算电路4的型号为PIC16F88的单片机，同时如何利用本单片机实现数据差分计算是本领域技术人员的常规技术，故此不做具体描述。
作为优选，使得电路更加简单，所述的运算放大电路2包括一个运算放大器5，在运算放大器5的反相输入端通过第一电阻6与电磁感应极板1的输出连接，所述运算放大器5的同相输入端连接一个反馈电压Vref，所述运算放大器5的反相输入端与运算放大器5的输出端之间连接有第一电容7，所述第一电容7上并联有由第二电容8和第二电阻9串联的分支电路。
在本实施例中共有2个电磁感应极板1，分别用第一感应极板1-1和第二感应极板1-2表示，因此对应的运算放大电路2共有两组运算放大组成，如图2和图3所示，分别为第一运算放大电路2-1和第二运算放大电路2-2表示，当空间中存在电场时，第一感应极板1-1和第二感应极板1-2会分别感应出电荷，并分别与第一运算放大电路2-1和第二运算放大电路2-2相连接，此时感应电荷数量的多少就会反应电场强度的大小，并在对应的第一运算放大电路2-1和第二运算放大电路2-2中以Vin1和Vin2电压反应出来，此时Vin1和Vin2电压分别经过第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十一电容C11、第十二电容C12、运算放大器U1和第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十一电容C21、第二十二电容C22和运算放大器U2的运算放大后分别输出为电压Vo1和电压Vo2，由于第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十一电容C11、第十二电容C12和第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十一电容C21、第二十二电容C22这些阻尼器件的存在，使得电压Vo1和电压Vo2的输出值随时间的变化而变小，电压Vo1和电压Vo2的输出波形随时间的变化，如图4所示，在设计时必须保证R11/R12/C11/C12和R21/R22/C21/C22这些阻尼器件的电阻值和电容值一一对应相等。
而且对应的AD转换电路3也为两组，分别用第一AD转换电路3和第二AD转换电路3-2表示，每一组AD转换电路3的输出分别用Vout1和Vout2表示，其波形分别与Vo1和Vo2一致，然后通过差分运算电路4的输出并通过计算Vout＝Vout1-Vout2，其输出波形为如图5所示，因此Vout不会随时间的变化而变化，是一个恒定的值，然后Vout作为计算空间电场强度的基准值，Vout是恒定不变的，所以探测电路所输出的空间电场强度也是恒定不变的；
其具体工作原理如下：两组电磁感应极板1分别与两组运算放大电路2的输入端相连接，两组运算放大电路2的输出端分别与两组AD转换电路3的输入端相连接，两组AD转换电路3的输出端与差分运算电路4的两个输入端相连接，实现差分运算电路4的输出值Vout为一个恒定的数值，然后将该输出Vout作为基准值，后续给检测电路或MCU或上位机来来计算和处理，最终获得对雷电电场的检测过程，由于检测过程中是检测雷电电场的一个输出恒定的电场强度的数值，故此相比现有技术使得检测精度更好，准确性更好，因此本结构具有以下优点：通过设计出多组感应极板、运算放大电路、AD转换电路、差分运算电路，保证探测电路所输出的空间电场强度是恒定不变的，然后给后期检测计算，最终保证对电场检测的准确性更好，精度更高，同时整体结构具有设计简单、成本低廉等有益效果。
Claims (2)
1.一种空间电场强度的探测电路，包括一个以上用于感应空间电场的电磁感应极板(1)，其特征在于，在每一个电磁感应极板(1)的输出连接有一个用于感应对应电磁感应极板(1)的感应电荷数量并进行输出的运算放大电路(2)；在每一个运算放大电路(2)的输出端连接有仅对接收的数据进行转换并保证输出与对应的运算放大电路(2)输出一致的AD转换电路(3)；所有AD转换电路(3)的输出均连接在同一个差分运算电路(4)的输入端上，所述差分运算电路(4)是一个用于获取所有AD转换电路(3)的输出后然后进行差分计算，最终获得一个作为计算空间电场强度的基准值的恒定输出值的运算电路。
2.根据权利要求1所述的一种空间电场强度的探测电路，其特征在于：所述的运算放大电路(2)包括一个运算放大器(5)，在运算放大器(5)的反相输入端通过第一电阻(6)与电磁感应极板(1)的输出连接，所述运算放大器(5)的同相输入端连接一个反馈电压Vref，所述运算放大器(5)的反相输入端与运算放大器(5)的输出端之间连接有第一电容(7)，所述第一电容(7)上并联有由第二电容(8)和第二电阻(9)串联的分支电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822206291.6U CN209400612U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 一种空间电场强度的探测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822206291.6U CN209400612U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 一种空间电场强度的探测电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209400612U true CN209400612U (zh) | 2019-09-17 |
Family
ID=67896411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201822206291.6U Expired - Fee Related CN209400612U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 一种空间电场强度的探测电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209400612U (zh) |
-
2018
- 2018-12-27 CN CN201822206291.6U patent/CN209400612U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103018575B (zh) | 一种利用大功率电感测试装置测量大功率电感的方法 | |
| CN103852637A (zh) | 具有基波计量功能的智能电表及其测量方法 | |
| CN103616603A (zh) | 一种新型智能避雷器监测装置 | |
| CN203909270U (zh) | 一种电能表自动检定流水线的在线检测核查装置 | |
| CN104297565A (zh) | 基于fpga及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器 | |
| CN103023046B (zh) | 基于dsp芯片控制的过零投切滤波无功补偿装置 | |
| CN209400612U (zh) | 一种空间电场强度的探测电路 | |
| CN106990381B (zh) | 一种互感器磁饱和检测装置 | |
| CN206331038U (zh) | 一种单相智能电表的电能计量电路 | |
| CN202649455U (zh) | 嵌入式电流互感器准确度测试仪 | |
| TWI461710B (zh) | Power Quality Analyzer System | |
| CN104297564A (zh) | 基于fpga及磁平衡式互感器的电量数字化转换器 | |
| CN209417268U (zh) | 一种脉冲电源的参数测试诊断机 | |
| CN201285409Y (zh) | 相电压检测电路 | |
| CN205958641U (zh) | 一种电流检测电路 | |
| CN104535875A (zh) | 用于电力系统动态模拟实验平台的电力参数无线监控终端 | |
| CN107121659A (zh) | 一种三相电能表现场检测装置及检测方法 | |
| CN203455024U (zh) | 一种开关柜安全运行预警装置 | |
| Liu et al. | A Metering Device for DC Energy Meters | |
| CN109116107A (zh) | 一种数字频率计 | |
| CN202502244U (zh) | 一种光电式电流互感器挂网运行稳定性测试系统 | |
| CN203759116U (zh) | 具有基波计量功能的智能电表 | |
| CN203337730U (zh) | 一种多路有效功率采集仪 | |
| CN203745639U (zh) | 一种电能表电能量脉冲累计误差检测装置 | |
| CN203745533U (zh) | 三相交流电压集成化采集电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190917 Termination date: 20211227 |