CN217305300U - 电压测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电压测量装置，包括主机，主机包括控制电路、放大检波电路、电压采集电路和接口电路，主机的外表面上设有导电面板；导电面板上设有电源输入端，电源输入端连接直流电源以将该直流电源接入导电面板；导电面板的背面设有水平和垂直排列的线圈阵列电路，线圈阵列电路分别连接控制电路和放大检波电路，放大检波电路还与控制电路连接；控制电路分别连接电压采集电路和接口电路，电压采集电路分别连接电压正极笔和电压负极笔，电压正极笔的内部设有包含磁芯线圈的振荡电路；接口电路连接计算机设备。本申请的方案提供一种使用方便、便于观察、能准确定位和测量电压的电压测量装置。

Description

电压测量装置

技术领域

本申请涉及测量工具技术领域，具体涉及一种电压测量装置。

背景技术

随着社会教育质量的提高，各种学习研究工具开始逐渐推广，不仅有助于将课本上的内容具现化，而且能使学生更深入地学习、掌握科学知识。尤其如静电学中电场强度和电势这样比较抽象的概念,理解难度大,为了能直观地了解电场，借助工具掌握电力线和等势面是至关重要的。

目前的传统方法中，有的是用手工描迹法画出电场中平面上的等势线，需要使用测量工具电压表、电流表等仪器读取数据，操作复杂，观察不便，而且完全依靠人力观察定位，定位准确性差；还有的是采用静电场描绘仪，需要适时观察电位测量表是否为零，而由于电位测量表与描绘仪相分离，不便于观察，同时现有描绘仪还存在导电纸发生位移导致电压值读数位置定位不准的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种使用方便、便于观察、能够准确定位和测量电压值的电压测量装置。

本申请的实施例提供一种电压测量装置，包括主机，主机包括控制电路、放大检波电路、电压采集电路和接口电路，主机的外表面上设有导电面板；导电面板上设有电源输入端，电源输入端连接直流电源以将该直流电源接入导电面板。

导电面板的背面设有水平和垂直排列的线圈阵列电路，线圈阵列电路分别连接控制电路和放大检波电路，放大检波电路还与控制电路连接。

控制电路分别连接电压采集电路和接口电路，电压采集电路分别连接电压正极笔和电压负极笔，电压负极笔用于采集导电面板上的一个固定点的电压信号，电压正极笔用于采集导电面板上任一点的电压信号，电压正极笔的内部设有包含磁芯线圈的振荡电路；接口电路连接计算机设备。

其中，控制电路用于控制线圈阵列电路工作。当电压正极笔接触到导电面板时，电压正极笔内部的磁芯线圈所产生的交变磁场信号会驱使导电面板背面的线圈阵列电路产生感应电动势的模拟信号，放大检波电路用于对该模拟信号进行放大和检波，以提高采集信号的准确性，最后将经过放大和检波的信号输出到控制电路，控制电路可以根据该信号得到电压正极笔在导电面板上触点的位置坐标。同时，控制电路还可以通过电压采集电路获取到上述触点与导电面板上一固定点之间的电势差，即电压正极笔与电压负极笔之间的电压值，控制电路可以将上述触点的位置坐标和该电压值一起传输给计算机设备。

为了提高研究结果的可观察性和测量准确性，上述实施例公开了一种电压测量装置，该装置通过电源输入端将直流电源接入导电面板，以使在导电面板上形成模拟静电场，而且在导电面板背面设有线圈阵列电路，利用线圈阵列电路与电压正极笔的磁芯线圈之间发生的电磁感应效应可以准确地确定需测定电势的触点的位置坐标，同时控制电路还可以通过电压采集电路获取到电压正极笔和电压负极笔所采集的电压信号，从而控制电路可以获取到该触点相对于固定点的电压值，并将每次测量到的触点对应的位置坐标和电压值发送至计算机设备，计算机设备中的应用软件记录各个触点的位置坐标和电压值，对电压值相同的触点进行拟合，即可自动绘制等势线，从而实现显示或输出静电场的等势线图，整个研究过程操作简单，结果直观明了，便于观察，测量准确度高。

需要说明的是，这类应用软件可以将导电面板上各点所对应的位置坐标和电压值经过运算和处理后，通过二维图像进行显示(比如在计算机设备的显示屏上)，以便用户可以直观了解静电场的分布特征。可用的上述应用软件可以采用市面上常见的仿真软件，比如matlab等。

在一些实施例中，电压采集电路包括至少两个第一数据接口，两个第一数据接口分别通过信号线连接电压正极笔和电压负极笔，其中，一个第一数据接口用于获取电压正极笔采集到的触点的电压信号，另一个第一数据接口用于获取电压负极笔采集到的固定点的电压信号。此外，电压采集电路还可以用于对获取到的电压信号进行分压和放大处理，以得到控制电路所要求的输入电压信号，从而使控制电路能获取到更为准确的输入电压信号。

在具体研究过程中，可以将电压正极笔作为电压正信号输入端来接触导电面板上的不同点以采集这些触点的电压信号，而将电压负极笔作为电压负信号输入端来仅仅接触导电面板上的固定点以采集一个固定不变的电压信号作为参考信号。上述电压采集电路对获取到的电压信号和参考电压信号进行分压和放大处理，将处理后得到的电压信号发送给控制电路，控制电路通过对该电压信号的处理可以得到各触点的电势与固定点的电势之间的差值，即触点与固定点之间的电压值。

在一种实施方式中，电压正极笔和电压负极笔可以在笔筒的末端伸出信号线，该信号线可以为任一种常用的信号传输线，比如耳机线，并且在信号线末端还设有与第一数据接口相匹配的接头，比如耳机插头。

可选地，第一数据接口为设在主机外表面上的插孔，比如耳机插孔，易于取材，成本便宜，且适配性好。

在一些实施例中，接口电路还分别连接放大检波电路和电压采集电路，接口电路包括至少一个第二数据接口，第二数据接口通过数据线连接计算机设备。其中，接口电路通常连接控制电路和计算机设备，从而使得控制电路可以将触点的位置坐标和电压值传输给计算机设备；进一步地，主机还可以由计算机设备提供电源，此时，接口电路还可以用于分别为控制电路、放大检波电路和电压采集电路提供工作电压。

可选地，第二数据接口为在主机外表面上的USB接口，易于取材，成本便宜，且适配性好。

在一些实施例中，上述电压测量装置还包括电压正极笔和电压负极笔；

电压正极笔和电压负极笔均设有用于采集电压信号的探针，电压负极笔的探针通过信号线连接电压采集电路的一个第一数据接口；

其中，电压负极笔用于通过探针采集固定点的电压信号，电压正极笔一方面通过探针采集触点的电压信号，另一方面通过磁芯线圈产生交变磁场信号来驱使主机的线圈阵列电路产生感应电动势的模拟信号，具有测量电压和辅助确定感应位置的双重功能，同时结构简单，只需通过信号线插在主机上即可使用，便于操作。

为了产生更好的电磁感应效果，可以将上述磁芯线圈安装在电压正极笔前端的笔头位置，该磁芯线圈越接近探针，电磁感应效果越强烈，主机的控制电路可以更准确地确定触点位置。

在一些实施例中，电源输入端包括电源正极输入端和电源负极输入端，电源正极输入端用于连接直流电源的正极，电源负极输入端用于连接直流电源的负极，将直流电源引入导电面板，以在导电面板上形成模拟静电场。

可选地，电源正极输入端和电源负极输入端为两个接线柱，各接线柱固定设于导电面板上，各接线柱分别通过导线连接直流电源的正极和负极。这里，采用接线柱可以快速简单地与直流电源进行连接，而且接线柱成本便宜，可降低主机的制造成本。

可选地，直流电源为外接电源或者主机的内置电源。

在一些实施例中，导电面板为铺设有导电纸的面板，可以通过上述两个接线柱来固定导电纸，从而避免研究过程中导电纸发生移动，保证测量结果的准确性，这里的测量结果可为触点的电压值和/或位置坐标。

在另一些实施例中，导电面板为涂设有导电材料的面板，此时导电面板本身就具备导电功能，无需担心导电纸移动问题。

在一些实施例中，线圈阵列电路包括多个模拟开关芯片和水平、竖直排列的线圈阵列，各个模拟开关芯片分别连接线圈阵列，各模拟开关芯片的输出端均连接放大检波电路的输入端。线圈阵列包括多组依次重叠排列的线圈，每个模拟开关芯片可以与一组线圈连接，模拟开关芯片可以控制一组线圈中单个线圈的通断。

控制电路包括单片机和晶体振荡器，晶体振荡器用于为单片机提供系统时钟，单片机分别连接各模拟开关芯片的控制端和地址输入端，单片机的第一输入端连接放大检波电路的输出端。单片机可以片选控制各模拟开关芯片是否工作，这样就可以控制同一时刻只有一组线圈被连接至放大检波电路，单片机还可以通过控制模拟开关芯片实现对单个线圈通断的控制。。

单片机的第二输入端连接电压采集电路的输出端，单片机的输出端连接用于对外连接计算机设备的第二数据接口。

上述实施例中，单片机在工作时以一定的频率扫描控制线圈的通断，同时还以相同频率同步控制放大检波电路的通断，从而实现对每个线圈进行分别检波，最终可以获得关于触点的位置数据。

在一些实施例中，电压采集电路包括放大芯片，放大芯片的第一输入端通过多个电阻连接一个第一数据接口，放大芯片的第二输入端通过多个电阻连接另一个第一数据接口，放大芯片的输出端连接单片机的第二输入端。其中，多个电阻用于对接收到的电压信号进行分压，放大芯片用于对分压后的电压信号进行放大和处理，放大芯片的输出端连接单片机的第二输入端。上述放大芯片输出的是符合单片机要求的输入电压信号，从而使单片机可以获取到更为准确的输入电压信号。比如，单片机的第二输入端为单片机的一个ADC输入引脚，该ADC输入引脚的输入电压范围为0～3.3V，而电压采集电路采集到的是5V的电压信号，则需要通过电阻对5V电压信号进行分压得到3.3V电压信号，然后再把分压输出的信号作为单片机输入信号发送给单片机的ADC输入引脚。

在一些实施例中，接口电路包括电压调整器芯片和反转电源转换芯片，电压调整器芯片分别连接第二数据接口、单片机及放大检波电路以向控制电路和放大检波电路供电，反转电源转换芯片分别连接第二数据接口、电压采集电路以向电压采集电路供电。可选地，第二数据接口为USB接口，电压调整器芯片采取常用的LDO电压调整器芯片。其中，该LDO电压调整器芯片的作用是通过USB接口从计算机设备获取供电电压，再对供电电压进行调整分别得到控制电路和放大检波电路的工作电压，从而分别为控制电路和放大检波电路供电；该反转电源转换芯片的作用是通过USB接口从计算机设备获取供电电压，进行电压转换后为电压采集电路供电。上述实施例中的电压测量装置是由计算机设备供电的，无需安装电池或外接其他电源，结构更简化，使用方便。

在一些实施例中，控制电路还连接有无线通信芯片，控制电路通过无线通信芯片与计算机设备进行无线通信，不需要数据线连接，也可以将触点的位置坐标和电压值通过无线传输发送给计算机设备，以供计算机中的应用软件进行等势线的自动绘制。

可选地，无线通信芯片为WIFI芯片或蓝牙芯片，计算机设备为台式机或移动终端。

上述实施例中提供的电压测量装置，能够通过导电面板背面设有的线圈阵列电路和电压正极笔中的磁芯线圈利用电磁感应原理来精确地确定需测定电压值的触点的位置坐标，并且通过电压采集电路从电压正极笔和电压负极笔采集电压信号以获取到上述触点的电压值，将触点对应的位置坐标与电压值上传给计算机设备中的应用软件，每移动一次触点，应用软件记录一次位置坐标和电压值，最后应用软件对电压值相同的触点进行拟合，描绘出等势线，直观明了，使用方便，便于观察，准确度高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为实施例一的电压测量装置的电路结构框图；

图2为实施例一的电压测量装置的结构示意图；

图3为实施例二的线圈阵列电路的模拟开关芯片的示例电路图；

图4为实施例二的控制电路的一种示例电路图；

图5为实施例二的放大检波电路的一种示例电路图；

图6为实施例二的电压正极笔的一种示例电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例一

本实施例提供一种电压测量装置，如图1和图2所示，该装置包括主机1，主机包括控制电路11、放大检波电路12、电压采集电路13和接口电路14，主机的外表面上设有导电面板2；导电面板2上设有电源输入端3，电源输入端3用于连接直流电源以将该直流电源接入导电面板2；导电面板2的背面设有水平和垂直排列的线圈阵列电路15，线圈阵列电路15分别连接控制电路11和放大检波电路12，放大检波电路12还与控制电路11连接；

控制电路11分别连接电压采集电路13和接口电路14，接口电路连接计算机设备4。电压采集电路13分别连接电压正极笔5和电压负极笔6，电压负极笔6用于采集导电面板上的一个固定点的电压信号，电压正极笔5用于采集导电面板2上任一点的电压信号，电压正极笔5的内部设有包含磁芯线圈的振荡电路。

在一种实施方式中，控制电路11还可以连接有无线通信芯片，比如WIFI芯片或蓝牙芯片。此时，控制电路11可以通过无线通信芯片与计算机设备4进行无线通信，计算机设备4可以为台式机、移动终端等。

具体地，主机1的控制电路11、放大检波电路12、线圈阵列电路15可以采用与现有的电磁定位装置相同的电路结构，比如：控制电路11可以采用STM32系列单片机，放大检波电路12可以为由多个运算放大器组成的多级放大电路，线圈阵列电路15可以由在电路板上水平和竖直排列的线圈阵列和多个模拟开关芯片构成，线圈阵列电路15的电路板可设置在导电面板的背面。

在一种实施方式中，电源输入端3包括电源正极输入端和电源负极输入端，电源正极输入端和电源负极输入端分别用于连接直流电源的正极和负极。具体地，电源正极输入端和电源负极输入端为两个接线柱，各接线柱固定设于导电面板上，各接线柱分别通过导线连接直流电源的正极和负极，将直流电源引入到导电面板，在导电面板上产生静电磁场。

在一种实施方式中，导电面板2可以为铺设有导电纸的面板或者涂设有导电材料的面板。

在本实施例中，控制电路11可以控制线圈阵列电路15工作。操作时，用户可以预先通过电源输入端3将直流电源接入导电面板2，以使导电面板2上形成稳恒电流场，以该稳恒电流场作为研究所需的模拟静电场。当电压正极笔5接触导电面板2上的一点时，线圈阵列电路15接收电压正极笔5内的磁芯线圈产生的交变磁场信号产生感应电动势的模拟信号，放大检波电路12对线圈阵列电路15输出的模拟信号进行放大和检波，再将经过放大和检波处理后的信号输出给控制电路11，控制电路11根据该信号检测出生成该感应电动势的触点的位置坐标，即电压正极笔5在导电面板2上触点的位置坐标。同时控制电路11还可以通过电压采集电路13从电压正极笔5获取到该触点相对于固定点的电压值，控制电路11将上述触点的位置坐标和电压值传输给计算机设备，计算机设备上预设的应用软件记录每一次位置坐标和电压值，最后应用软件对电压值相同的触点进行拟合，描绘出等势线，整个研究过程操作简单，结果直观明了，便于观察，测量准确度高。

实施例二

基于上述实施例，对本申请的方案进行进一步具体说明。

在本实施例中，线圈阵列电路15包括多个模拟开关芯片和水平、竖直排列的线圈阵列，各个模拟开关芯片分别连接线圈阵列，各模拟开关芯片的输出端均连接放大检波电路的输入端。线圈阵列包括多组依次重叠排列的线圈，每个模拟开关芯片可以与一组线圈连接，模拟开关芯片可以控制一组线圈中单个线圈的通断。

图3为线圈阵列电路15中模拟开关芯片的一种具体示例的电路图。以图3为例对本实施例进行说明，上述线圈阵列电路15包括在水平、竖直排列的线圈阵列和模拟开关芯片U2～U6。模拟开关芯片U2～U6的第10～14脚连接至控制电路的单片机U9的第8、9、10、11脚，单片机U9通过控制第8、9、10、11的高低电平便可以控制模拟开关芯片X0～X15引脚中的一个在模拟开关芯片内部连接至模拟开关芯片的第1脚(输出脚X)。模拟开关芯片U2～U6的第15脚分别连接至单片机U9的第15、14、13、12、20脚，单片机U9可片选控制U2～U6是否工作，这样便可控制同一时刻只有一组线圈被片选连接至放大检波电路。模拟开关芯片的X0～X15脚连接水平和竖直排列的线圈阵列，输出脚X连接至放大检波电路。进一步地，模拟开关芯片U2～U6的电源引脚可以连接有用于滤波的多个并联的电容，保证获取到的信号的准确性。

在本实施例的一种实施方式中，每组线圈可以包括若干个重叠排列的单个环线圈。比如，每组线圈包括第一环线圈，第一环线圈的1/3处和2/3处分别设置第二环线圈和第三环线圈，第一环线圈、第二环线圈和第三环线圈依次重叠排列。每组线圈这种排列方式能够进一步保证电压正极笔的触点在导电面板上处在n、n+1、n-1这3个线圈的范围内，从而进一步保证输出信号的连续性和准确性；当电压正极笔触点在导电面板上位于第n匝线圈正中心时，电压正极笔触点将处于第n-1匝线圈的2/3～3/3区间，第n+1砸线圈的0～1/3区间，此时第n砸线圈的磁感应强度最强，第n-1砸线圈和第n+1砸线圈所感应到的磁感应强度是相同的。当电压正极笔触点在导电面板上左右移动时，线圈的磁感应强度随之变化，从而可方便计算出电压正极笔触点在导电面板的具体位置。上述线圈排列方式可使电压正极笔触点在可定位区间内都处在n、n+1、n-1这3个线圈的感应范围内。

在本实施例中，控制电路包括单片机和晶体振荡器，晶体振荡器用于为单片机提供系统时钟，单片机分别连接各模拟开关芯片的控制端和地址输入端，单片机的第一输入端连接放大检波电路的输出端。

单片机的第二输入端连接电压采集电路的输出端，单片机的输出端连接用于对外连接计算机设备的第二数据接口。

图4为控制电路的一种具体示例的电路图。以图4为例对本实施例进行说明，上述控制电路可以采用单片机U9，单片机U9的第7脚连接OUT1，作为线圈阵列电路对应的ADC输入引脚(即单片机的第一输入端)，用于获取放大检波电路的输出信号，单片机U9对每个线圈生成的信号进行ADC转换后，通过数据处理得到电压正极笔所测电压点的二维位置信息，同时单片机U9将计算出的数据通过接口电路传输至计算机设备。其中，采用频率为8MHz的晶体振荡器Y1为单片机U9提供系统时钟，J3为单片机U9的内部程序的下载接口，电容C12连接至单片机U9的复位引脚，去耦电容C13～C16分别连接单片机U9的各电源引脚。

具体实施过程中，单片机U9可以为STM32系列的单片机。

图5为放大检波电路的一种具体示例的电路图。以图5为例对本实施例进行说明，放大检波电路可以为由四个运算放大器U11组成的四级放大电路，放大电路中电容C19连接至模拟开关芯片的输出脚X，四个运算放大器U11对线圈阵列电路输出的模拟信号进行放大，将放大后的模拟信号经电阻R12传输至由二极管D1、电容C27、三极管Q2和电阻R6组成的检波电路，经过检波后发送至单片机U9的第7脚。

在一种实施方式中，电压采集电路13包括两个第一数据接口，这两个第一数据接口分别通过信号线连接电压正极笔5和电压负极笔6；接口电路14包括至少一个第二数据接口，第二数据接口用于通过数据线连接计算机设备4。

具体地，第一数据接口为设在主机外表面上的插孔，比如耳机插座，此时可以采用耳机线作为信号线；第二数据接口为在主机外表面上的USB接口，比如USB-Type C接口。

在一种更具体的实施方式中，电压采集电路13包括放大芯片和若干电阻，若干电阻用于对从电压正极笔5和电压负极笔6接收到的电压信号进行分压，放大芯片用于对分压后的电压信号进行放大，放大芯片的输出端连接单片机U9的第二输入端。

在一种具体实施方式中，上述电压采集电路可以从一个插座获取电压正极笔采集的触点电压信号，通过另一个插座获取电压负极笔采集的参考电压信号，将采集的触点电压信号经过多个电阻进行分压，同时将采集的参考电压信号也经多个电阻分压，然后将分压后的触点电压信号和参考电压信号接入放大芯片进行信号放大，将放大芯片的输出端连接至单片机U9的第二输入端，该第二输入端即为单片机U9的电压采集电路对应的ADC输入引脚，单片机U9通过ADC的转换分析计算出电压正极笔所触点的电压值，并通过第二数据接口通过数据线传输至计算机设备上的应用软件进行记录。

在一种更具体的实施方式中，第二数据接口采用USB接口，电压调整器芯片采用LDO电压调整器芯片，单片机U9可以通过USB接口连接计算机设备，接口电路可以包括LDO电压调整器芯片和反转电源转换芯片，LDO电压调整器芯片分别连接USB接口、单片机及放大检波电路以向控制电路和放大检波电路供电，反转电源转换芯片分别连接USB接口、电压采集电路以向电压采集电路供电。

在上述实施方式中是由计算机设备向电压测量装置提供电源的，也就是说，计算机设备可以通过LDO电压调整器芯片向控制电路和放大检波电路供电，还可以通过反转电源转换芯片向电压采集电路中的放大芯片提供输入电压。

具体地，可以将USB接口的一个引脚与一个场效应管连接，通过将该场效应管的控制引脚与单片机U9的USB使能引脚连接，单片机U9可以通过控制上述场效应管的通断来控制USB接口的连接。同时，USB接口的数据通信引脚分别经过电阻连接至单片机U9的USB数据传输引脚。

在一种实施方式中，图6为电压正极笔的一种示例的电路图。电压正极笔5的笔尖位置设有用于采集电压信号的探针，电压正极笔5的笔筒上设有按键，电压正极笔5的内部设有电路板和磁芯线圈，电路板上设有开关电路和振荡电路。其中，振荡电路包括磁芯线圈，开关电路分别连接探针和按键，开关电路通过信号线连接电压采集电路以向该电压采集电路输出探针采集到的电压信号。

具体地，振荡电路可以通过信号线连接电压采集电路13以从该电压采集电路获取供电，或者，电压正极笔5的内部设有电池以向振荡电路供电。

具体实施过程中，探针可以为弹簧探针。

在本实施例中，主机1分别连接有电压正极笔5和电压负极笔6。其中，电压正极笔5作为电压正信号输入端使用，用于接触导电面板上的不同点并采集这些触点的电压信号，电压正极笔6作为电压负信号输入端使用，用于接触导电面板上的某一固定点以提供固定不变的参考电压信号，这一固定的触点可以视为电压参考点。

同时，作为电压负信号输入端的电压负极笔6固定地接触导电面板上的某一点，并将所获取的该固定点的恒定的电压信号(相对于参考电势)通过信号线传输至主机1上的另一个插座，上述测量电势和参考电势在经过电压采集电路13进行分压和放大后得到一个更准确且符合单片机输入端要求的电压信号，该电压信号被输入到单片机的ADC输入引脚，由单片机处理得出作为电压正信号输入端的电压正极笔5在导电面板上的触点相对于固定点的电压值。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一个实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种电压测量装置，其特征在于，包括主机，所述主机包括控制电路、放大检波电路、电压采集电路和接口电路，所述主机的外表面上设有导电面板；所述导电面板上设有电源输入端，所述电源输入端连接直流电源以将该直流电源接入所述导电面板；

所述导电面板的背面设有水平和垂直排列的线圈阵列电路，所述线圈阵列电路分别连接所述控制电路和所述放大检波电路，所述放大检波电路还与所述控制电路连接；

所述控制电路分别连接所述电压采集电路和所述接口电路，所述电压采集电路分别连接电压正极笔和电压负极笔，所述电压负极笔用于采集所述导电面板上的一个固定点的电压信号，所述电压正极笔用于采集所述导电面板上任一点的电压信号，所述电压正极笔的内部设有包含磁芯线圈的振荡电路；所述接口电路连接计算机设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压采集电路包括至少两个第一数据接口，所述两个第一数据接口分别通过信号线连接所述电压正极笔和所述电压负极笔。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接口电路还分别连接所述放大检波电路和所述电压采集电路，所述接口电路包括至少一个第二数据接口，所述第二数据接口通过数据线连接所述计算机设备。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括所述电压正极笔和所述电压负极笔；

所述电压正极笔和所述电压负极笔均设有用于采集电压信号的探针，所述电压负极笔的探针通过信号线连接所述电压采集电路的一个第一数据接口。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的装置，其特征在于，所述电源输入端包括电源正极输入端和电源负极输入端，所述电源正极输入端连接直流电源的正极，所述电源负极输入端连接直流电源的负极。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电源正极输入端和所述电源负极输入端为两个接线柱，各所述接线柱固定设于所述导电面板上，各所述接线柱分别通过导线连接所述直流电源的正极和负极。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的装置，其特征在于，所述导电面板为铺设有导电纸的面板，或者，所述导电面板为涂设有导电材料的面板。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述线圈阵列电路包括水平、竖直排列的线圈阵列和多个模拟开关芯片，各所述模拟开关芯片分别连接所述线圈阵列，各所述模拟开关芯片的输出端均连接放大检波电路的输入端；

所述控制电路包括单片机和晶体振荡器，所述晶体振荡器用于为所述单片机提供系统时钟，所述单片机分别连接各所述模拟开关芯片的控制端和地址输入端，所述单片机的第一输入端连接所述放大检波电路的输出端；

所述单片机的第二输入端连接所述电压采集电路的输出端，所述单片机的输出端连接所述第二数据接口。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电压采集电路包括放大芯片，所述放大芯片的第一输入端通过多个电阻连接一个所述第一数据接口，所述放大芯片的第二输入端通过多个电阻连接另一个所述第一数据接口，所述放大芯片的输出端连接所述单片机的第二输入端。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述接口电路包括电压调整器芯片和反转电源转换芯片，所述电压调整器芯片分别连接所述第二数据接口、所述单片机及所述放大检波电路以向所述控制电路和所述放大检波电路供电，所述反转电源转换芯片分别连接所述第二数据接口、所述电压采集电路以向所述电压采集电路供电。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制电路还连接有无线通信芯片，所述控制电路通过所述无线通信芯片与所述计算机设备进行无线通信。

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