專利名稱：一種采用光纖通信的電場傳感器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于測量技術(shù)領域，特別涉及一種采用光纖通信的電場傳感器。
背景技術(shù)：
在許多科學研究和工程技術(shù)領域中，電場測量具有重要意義。例如在電力工業(yè)，電場測量可用于電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測、電氣設備內(nèi)外電場分布測量等；在電磁兼容研究中，電場測量可用于檢測電氣、電子設備的對外電磁輻射與干擾，以及研究環(huán)境電場對電子儀器運行的影響等。在上述的這些應用場合中，外界環(huán)境對傳感器的干擾嚴重，尤其對信號的傳輸影響很大，因此采用適當?shù)姆椒p弱干擾非常的重要。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種采用光纖傳輸測量信號的電場傳感器，以解決上述問題。本實用新型的技術(shù)方案為:該傳感器包括上位機，光纖通信模塊，單片機最小系統(tǒng)和傳感器模塊，其中傳感器模塊包括測量電極、傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機最小系統(tǒng)包括顯示屏、單片機和按鍵。各部分的連接關(guān)系為:測量電極與傳感器輸入端相連，傳感器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，A/D轉(zhuǎn)換采集到的信號傳送到單片機的輸入端，單片機連接顯示屏和按鍵，測量的結(jié)果可顯示到顯示屏上，單片機與上位機通過光纖通信模塊連接，實現(xiàn)測量信號的傳送。所述上位機為PC平臺上運行的LabView程序，上位機通過光纖通信模塊可向單片機最小系統(tǒng)發(fā)送指令，而單片機可將當前傳感器的測量結(jié)果發(fā)送給上位機實時顯示。所述光纖通信模塊包括發(fā)送電路和接收電路兩部分。發(fā)送電路由LED驅(qū)動和光纖發(fā)射頭組成，LED驅(qū)動采用74ACTQ00，光纖發(fā)射頭采用HFBR-1412 ;接收電路由電平轉(zhuǎn)換、三線接收器和光纖接收頭組成，電平轉(zhuǎn)換采用MC100ELT25，三線接收器采用MC10H116，光纖接收頭采用HFBR-2412。所述單片機最小系統(tǒng)米用ATmega8L單片機,其最小系統(tǒng)電路包括顯不屏、按鍵、復位電路、ISP下載線接口電路等。所述傳感器模塊包括測量電極、傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，傳感器采用MC33794，A/D轉(zhuǎn)換電路采用AD7799實現(xiàn)。本實用新型的有益效果為:由于采用了集成的傳感器芯片，本使用新型電路集成度高，結(jié)構(gòu)簡單。由于采用光纖傳遞測量信號，應用在電力工業(yè)和電磁兼容研究領域中時，可有效減弱環(huán)境的干擾，提高傳感器的測量準確性。

圖1為所述傳感器的結(jié)構(gòu)框圖；[0015]圖2為所述光纖通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種采用光纖通信的電場傳感器，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。如圖1所示為整個傳感器各模塊的結(jié)構(gòu)圖，包括上位機，光纖通信模塊，單片機最小系統(tǒng)和傳感器模塊。測量電極布置在探測對象附近，傳感器MC33794獲取測量電極的信號，經(jīng)過處理得到0-5V的直流信號，送入AD7799進行A/D轉(zhuǎn)換，AD7799內(nèi)置濾波和程控增益功能，轉(zhuǎn)換后為24位數(shù)字信號。數(shù)字信號送入的單片機ATmegaSL，單片機可將測量結(jié)果顯示在顯示屏上，同時通過單片機上的串口將測量結(jié)果發(fā)送出去，經(jīng)過光纖通信模塊傳送到上位機進行分析處理。如圖2所示為所述光纖通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖。光纖通信模塊與單片機串口的發(fā)送端和接收端相連。光發(fā)送電路的作用是將串口發(fā)送的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，并以數(shù)字光纖通信傳輸要求的光信號波形從光源器件發(fā)送出去。串口發(fā)送端連接LED驅(qū)動74ACTQ00，驅(qū)動光纖發(fā)射頭HFBR1412，對LED進行快速充放電，產(chǎn)生相應的光波形，發(fā)出信號。光接收電路的作用是將光纖傳輸來的微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并放大還原為標準的數(shù)字信號。光纖接收頭接收到光纖傳來的光信號，先經(jīng)過ECL三線接收器MC10H116進行放大，再經(jīng)過MC100ELT25進行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成標準的數(shù)字信號送到串口接收端。
權(quán)利要求1.一種采用光纖通信的電場傳感器，其特征在于:包括上位機，光纖通信模塊，單片機最小系統(tǒng)和傳感器模塊，單片機最小系統(tǒng)包括顯示屏、單片機和按鍵； 各部分的連接關(guān)系為: 測量電極與傳感器輸入端相連，傳感器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，A/D轉(zhuǎn)換采集到的信號傳送到單片機的輸入端，單片機連接顯示屏和按鍵，測量的結(jié)果可顯示到顯示屏上，單片機與上位機通過光纖通信模塊連接，實現(xiàn)測量信號的傳送；所述光纖通信模塊包括發(fā)送電路和接收電路兩部分；發(fā)送電路由LED驅(qū)動和光纖發(fā)射頭組成，接收電路由電平轉(zhuǎn)換、三線接收器和光纖接收頭組成；所述單片機最小系統(tǒng)采用ATmegaSL單片機，其最小系統(tǒng)電路包括顯示屏、按鍵、復位電路、ISP下載線接口電路；所述傳感器模塊包括測量電極、傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光纖通信的電場傳感器，其特征在于:傳感器采用MC33794。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光纖通信的電場傳感器，其特征在于:A/D轉(zhuǎn)換電路采用AD7799實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型屬于測量技術(shù)領域，特別涉及一種采用光纖通信的電場傳感器。測量電極與傳感器輸入端相連，傳感器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，A/D轉(zhuǎn)換采集到的信號傳送到單片機的輸入端，單片機連接顯示屏和按鍵，測量的結(jié)果可顯示到顯示屏上，單片機與上位機通過光纖通信模塊連接，實現(xiàn)測量信號的傳送。本實用新型電路集成度高，結(jié)構(gòu)簡單，由于采用光纖傳遞測量信號，可有效減弱環(huán)境的干擾，提高傳感器的測量準確性。
文檔編號G08C23/06GK203037748SQ20122064232
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者李衛(wèi)國, 賈鵬飛, 張學龍, 郭偉, 張奇林 申請人:華北電力大學