專利名稱：大氣電場檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大氣電場檢測裝置及檢測電路。
背景技術(shù)：
大氣電場監(jiān)測在雷電預(yù)警、空間環(huán)境監(jiān)測方面發(fā)揮著重要的作用，特別是雷電監(jiān) 測預(yù)警方面，是唯一能夠準確監(jiān)測雷電的產(chǎn)生、發(fā)展和發(fā)生全過程的儀器。大氣電場監(jiān)測 在旅游景點、機場、變電站、大型工廠等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景，能夠在雷擊發(fā)生前10-20 分鐘準確發(fā)布預(yù)警信息，提醒相關(guān)人員采取相應(yīng)的防護措施。目前國內(nèi)外大氣電場設(shè)備主要分為機械式和非機械式兩種。機械式主要包括磨盤 式和雙球式，前者的精度是最高的，結(jié)構(gòu)也相對簡單，成本低廉。但其缺點是由于機械結(jié)構(gòu) 的存在，影響了設(shè)備的使用壽命，一般一年就需要返廠標定，兩年就需要更換機械部件，不 適宜大規(guī)模布網(wǎng)建設(shè)。非機械式主要是振動電容式，于上世紀80年代初在美國有人提出， 但其缺點是精度不能達到要求，且由于驅(qū)動一般采用的是電磁驅(qū)動，從而不可避免引入了 干擾。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種大氣電場檢測裝置及檢測 電路，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為一種大氣電場監(jiān)測裝置，包括感 應(yīng)板，接地板，所述的接地板呈U形，在接地板的U形開口處設(shè)有屏蔽板，在屏蔽板與接地板 之間的U形槽內(nèi)設(shè)有感應(yīng)板，所述的接地板通過穩(wěn)態(tài)電容與感應(yīng)板電連接；還包括變換工作模式的開關(guān)電路，所述的開關(guān)電路與所述的感應(yīng)板電連接，所述 的開關(guān)電路還與與采集控制裝置相連接。進一步，所述的開關(guān)電路和采集控制裝置均設(shè)置在感應(yīng)板上。進一步，所述的控制裝置包括用于控制的單片機，單片機的輸出端與采集電路的 輸入端相連接；單片機的輸出端還和所述的開關(guān)電路相電連接。進一步，所述的控制裝置還包括有用于時間記錄的時間基準電路和用于連接外接 裝置的串口傳輸接口電路，時間基準電路和串口傳輸接口電路的輸入端分別與所述的單片 機的輸出端連接。進一步，所述的開關(guān)電路上設(shè)有第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)；所述的第一開關(guān) 的一端與感應(yīng)板電連接，第一開關(guān)的另一端接地；所述的第二開關(guān)的一端與所述的屏蔽板 電連接，第二開關(guān)的另一端接地；所述的第三開關(guān)的一端與屏蔽板電連接，第三開關(guān)的另一 端與單片機電連接。本實用新型的有益效果是所述的大氣電場檢測裝置，其通過用高精度AD轉(zhuǎn)換器 直接對感應(yīng)電壓進行測量，避免了中間放大引入的電路漂移等誤差，保證測量零點的穩(wěn)定， 且不需要零點標定。同時在感應(yīng)片前面加了一個歸零屏蔽板，在每次測量之前感應(yīng)片和屏 蔽片接地，保證在外電場存在的時候準確歸零，避免了長時間測量帶來的零點漂移。在需要 自檢的時候，屏蔽板上加直流電壓，測量感應(yīng)電場輸出，以檢測設(shè)備是否工作正常。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1所示，一種大氣電場監(jiān)測裝置，包括感應(yīng)板1，接地板2，所述的接地板2呈 U形，在接地板2的U形開口處設(shè)有屏蔽板3，在屏蔽板3與接地2板之間的U形槽內(nèi)設(shè)有 感應(yīng)板1，所述的接地板2通過穩(wěn)態(tài)電容4與感應(yīng)板1電連接；還包括變換工作模式的開關(guān)電路5，所述的開關(guān)電路5與所述的感應(yīng)板1電連接， 所述的開關(guān)電路5還與采集控制裝置6相連接。所述的開關(guān)電路5和采集控制裝置均設(shè)置 在感應(yīng)板1上。所述的控制裝置6包括用于控制的單片機61，單片機61的輸出端與采集電路62 的輸入端相連接；單片機61的輸出端還和所述的開關(guān)電路5相電連接。所述的控制裝置還 包括有用于時間記錄的時間基準電路63和用于連接外接裝置的串口傳輸接口 64電路，時 間基準電路63和串口傳輸接口電路64的輸入端分別與所述的單片機61的輸出端連接。所述的開關(guān)電路上設(shè)有第一開關(guān)51、第二開關(guān)52、第三開關(guān)53 ；所述的第一開關(guān) 51的一端與感應(yīng)板1電連接，第一開關(guān)51的另一端接地；所述的第二開關(guān)52的一端與所 述的屏蔽板3電連接，第二開關(guān)52的另一端接地；所述的第三開關(guān)53的一端與屏蔽板3電 連接，第三開關(guān)53的另一端與單片機電連接。具體工作時，包括有三個過程1.歸零步驟控制采集裝置控制開關(guān)電路斷開第三開關(guān)53，接通第一開關(guān)51和第 二開關(guān)52，這時所述的屏蔽板3和感應(yīng)板1均接地，在屏蔽板3接地后，感應(yīng)板1則處在完 全屏蔽的空間內(nèi)，保證將感應(yīng)板1上所有的電荷都導(dǎo)走。2.自檢步驟開關(guān)電路的第一開關(guān)51和第二開關(guān)52均斷開，第三開53連通，此 時，也就是在屏蔽板3上加了直流電壓，在屏蔽板3和接地板2之間就會形成電場，通過測 量2上的輸出量，可以對傳感器和電路部分進行自檢。3.測量步驟在測量開始后，將開關(guān)電路的三個開關(guān)均斷開，此時，屏蔽板3為懸 空狀態(tài)，這樣大氣電場可以直接穿過屏蔽板3在感應(yīng)板1上，再通過采集控制裝置感應(yīng)出電 動勢，這一電動勢與電場強度和感應(yīng)板2到呈U形接地板2的底邊的距離成正比，由于距離 固定，因此測量到感應(yīng)板上的電動勢也就是對應(yīng)電場的強度。同時借助于穩(wěn)態(tài)電容4對感 應(yīng)電壓的穩(wěn)壓作用，保證了進行A/D轉(zhuǎn)換時的測量準確性。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種大氣電場監(jiān)測裝置，包括感應(yīng)板，接地板，其特征在于，所述的接地板呈U形，在接地板的U形開口處設(shè)有屏蔽板，在屏蔽板與接地板之間的U形槽內(nèi)設(shè)有感應(yīng)板，所述的接地板通過穩(wěn)態(tài)電容與感應(yīng)板電連接；還包括變換工作模式的開關(guān)電路，所述的開關(guān)電路與所述的感應(yīng)板電連接，所述的開關(guān)電路還與與采集控制裝置相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的大氣電場監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的開關(guān)電路和采集控制 裝置均設(shè)置在感應(yīng)板上。
3.如權(quán)利要求1所述的大氣電場監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的控制裝置包括用于控 制的單片機，單片機的輸出端與采集電路的輸入端相連接；單片機的輸出端還和所述的開 關(guān)電路相電連接。
4.如權(quán)利要求2所述的大氣電場監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的控制裝置還包括有用 于時間記錄的時間基準電路和用于連接外接裝置的串口傳輸接口電路，時間基準電路和串 口傳輸接口電路的輸入端分別與所述的單片機的輸出端連接。
5.如權(quán)利要求1所述的大氣電場監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的開關(guān)電路上設(shè)有第一 開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)；所述的第一開關(guān)的一端與感應(yīng)板電連接，第一開關(guān)的另一端接 地；所述的第二開關(guān)的一端與所述的屏蔽板電連接，第二開關(guān)的另一端接地；所述的第三 開關(guān)的一端與屏蔽板電連接，第三開關(guān)的另一端與單片機電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種大氣電場檢測裝置及檢測電路。一種大氣電場監(jiān)測裝置，包括感應(yīng)板，接地板，所述的接地板呈U形，在接地板的U形開口處設(shè)有屏蔽板，在屏蔽板與接地板之間的U形槽內(nèi)設(shè)有感應(yīng)板，所述的接地板通過穩(wěn)態(tài)電容與感應(yīng)板電連接；還包括變換工作模式的開關(guān)電路，所述的開關(guān)電路與所述的感應(yīng)板電連接，所述的開關(guān)電路還與與采集控制裝置相連接。本實用新型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，方便使用。
文檔編號G01R29/12GK201637786SQ20102011067
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者余凱, 周義, 宋佳軍, 雷勇 申請人:北京華云東方探測技術(shù)有限公司