置，待測電路板固定架14帶有彈簧裝置，可自動對待測電路板13夾緊，X軸導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌16和Z軸導(dǎo)軌17分別由三個步進(jìn)電機(jī)4帶動絲杠進(jìn)行移動，為了避免步進(jìn)電機(jī)4運(yùn)行時機(jī)械臂的震動對光纖晶體探頭11和光學(xué)回路10的影響，探頭減震固定底座18和三軸機(jī)械固定底座19之間無任何硬性連接，且探頭減震固定底座18接地處做了減震處理。
[0038]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀中，兩個光纖晶體探頭11上下之間的距離為25cm，帶有標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂20的可調(diào)范圍為25cm，待測電路板固定架14可固定25cm寬度的待測電路板13，X軸導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌16和Z軸導(dǎo)17的軌移動范圍為30cm，探頭減震固定底座18尺寸為40CmX40CmX10Cm，三軸機(jī)械固定底座19的尺寸為10cmX 80cm X 10cm。
[0039]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀中，所述光纖晶體探頭是由光纖和砷化鎵立方晶體按照固定晶向粘接在一起構(gòu)成的。
[0040]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀中，所述信號處理電路米用的光電倍增管Jl的型號為電工牌⑶B-2。
[0041 ] 本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀中，所述電源采用銘瑋24V和正負(fù)5V多路輸出開關(guān)電源、控制器采用STM32F103ZET6、驅(qū)動模塊采用ZD-6717-V3直流無刷驅(qū)動器、三個步進(jìn)電機(jī)采用57HS09兩相步進(jìn)電機(jī)、三路位置傳感器采用NJK-5001C霍爾接近開關(guān)、485總線通信模塊采用MAX1487芯片、上位機(jī)采用可流暢運(yùn)行Windows XP系統(tǒng)的微型臺式計算機(jī)、半導(dǎo)體激光器采用LSR-905nm、500mW半導(dǎo)體激光器和光學(xué)回路包含準(zhǔn)直透鏡、聚光鏡、分光鏡、四分之一波片、反光鏡，這些零部件均通過公知途徑獲得。
[0042]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀，所述電場近場掃描裝置中的帶有標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂20、待測電路板13、待測電路板固定架14、X軸導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌16、Z軸導(dǎo)軌17、探頭減震固定底座18和三軸機(jī)械固定底座19均是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠加工制作的。
[0043]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀，所有零部件的安裝和連接方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能掌握的。
[0044]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀，其運(yùn)行的方法是:裝置上電后，電場近場掃描裝置12處于起始位置，用戶根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整帶標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂20，調(diào)整上下光纖晶體探頭11的位置和距離，并在上位機(jī)8中設(shè)定掃描起始位置、掃描范圍和掃描精度，設(shè)定值中的Z軸導(dǎo)軌17掃描范圍應(yīng)小于兩個光纖晶體探頭11的空間距離，上位機(jī)8通過485總線通信模塊7將用戶數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器2，控制器2依據(jù)這些數(shù)據(jù)控制驅(qū)動模塊3驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)4，將待測電路板13移動到相應(yīng)位置并開始掃描程序，當(dāng)掃描到設(shè)定的邊界范圍后，控制器2控制驅(qū)動模塊4驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)4，將待測電路板固定架14和待測電路板13恢復(fù)到起始位置等待下一次掃描命令。
[0045]實(shí)施例2
[0046]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀中，除兩個光纖晶體探頭11上下之間的距離為1cm，帶有標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂20的可調(diào)范圍為1cm，待測電路板固定架14可固定Icm寬度的待測電路板13，X軸導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌16和Z軸導(dǎo)17的軌移動范圍為Icm之外，其他同實(shí)施例1。
[0047]實(shí)施例3
[0048]本實(shí)施例的光電式電場近場掃描儀中，除兩個光纖晶體探頭11上下之間的距離為50cm，帶有標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂20的可調(diào)范圍為50cm，待測電路板固定架14可固定50cm寬度的待測電路板13，X軸導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌16和Z軸導(dǎo)17的軌移動范圍為60cm之夕卜，其他同實(shí)施例1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.光電式電場近場掃描儀，其特征在于:是一種采用安裝有上下兩個光纖晶體探頭的三維光電式電場近場掃描裝置，由電場近場掃描裝置、電源、控制器、驅(qū)動模塊、三個步進(jìn)電機(jī)、三路位置傳感器、信號處理電路、485總線通信模塊、上位機(jī)、半導(dǎo)體激光器和光學(xué)回路構(gòu)成；上述部件的連接方式是:電源的輸入電壓為交流220伏，電源的輸出設(shè)置有直流24V3A、直流正5V2A和直流負(fù)5V2A三路，其中電源輸出直流24V3A給驅(qū)動模塊和三個步進(jìn)電機(jī)供電，直流正5V2A和直流負(fù)5V2A共同給運(yùn)放uA741提供電源，電源輸出直流正5V2A給控制器、三路位置傳感器、半導(dǎo)體激光器和信號處理電路供電，三個步進(jìn)電機(jī)連接含有三個電機(jī)驅(qū)動器的驅(qū)動模塊，控制器控制該驅(qū)動模塊，并且連接到三路位置傳感器，半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的905nm波長激光束經(jīng)光學(xué)回路傳輸?shù)诫妶鼋鼒鰭呙柩b置中的光纖晶體探頭，該光纖晶體探頭反射回光學(xué)回路的激光強(qiáng)度經(jīng)過信號處理電路傳送到控制器，控制器將此信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并經(jīng)過485總線通信模塊發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)將控制器傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行換算顯示到圖形窗口生成三維圖形，由此完成光電式電場近場掃描儀整體功能；上述電場近場掃描裝置是由兩個光纖晶體探頭、帶有標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂、待測電路板、待測電路板固定架、X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、Z軸導(dǎo)軌、探頭減震固定底座和三軸機(jī)械固定底座構(gòu)成，該裝置中上述零部件的連接方式是:一個上方的光纖晶體探頭安裝在帶標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂水平臂的前端，另一個下方的光纖晶體探頭安裝在探頭減震固定底座的前端，兩個光纖晶體探頭上下對齊，待測電路板被夾緊在待測電路板固定架上，待測電路板固定架被固定在水平的X軸導(dǎo)軌上，X軸導(dǎo)軌嵌在垂直的左右兩個Y軸導(dǎo)軌的導(dǎo)軌槽內(nèi)可以上下移動，左右兩個Y軸導(dǎo)軌則被分別嵌在位于水平面的左右兩個Z軸導(dǎo)軌的導(dǎo)軌槽中可前后移動，X軸導(dǎo)軌、兩個Y軸導(dǎo)軌和兩個Z軸導(dǎo)軌一起被凹形的三軸機(jī)械固定底座固定為一個構(gòu)架整體，探頭減震固定底座和三軸機(jī)械固定底座置于同一水平面，但之間無任何硬性連接，且探頭減震固定底座接地處做了減震處理；上述光電式電場近場掃描儀中的下述部件在電場近場掃描裝置中的具體安裝位置是:三個步進(jìn)電機(jī)分別固定在X軸導(dǎo)軌的一端、Y軸導(dǎo)軌的一端和Z軸導(dǎo)軌的一端，驅(qū)動模塊、控制器和485總線通信模塊順序安裝于三軸機(jī)械固定底座內(nèi)部，三路位置傳感器分別安置在三個步進(jìn)電機(jī)分別與X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌的連接處，信號處理電路、半導(dǎo)體激光器和光學(xué)回路安置在探頭減震固定底座上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電式電場近場掃描儀，其特征在于:所述光纖晶體探頭是由光纖和砷化鎵立方晶體按照固定晶向粘接在一起構(gòu)成的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電式電場近場掃描儀，其特征在于:所述信號處理電路是采用光電倍增管Jl及Ul芯片UA741運(yùn)放搭建電路，其構(gòu)成是，Jl為光電倍增管，0.0luF電容Cl與100K電阻R2并聯(lián)后的一端接UA741運(yùn)放的負(fù)極端2和Jl的2端，電容Cl與電阻R2并聯(lián)后的另一端連接UA741運(yùn)放的輸出端6和2K電阻R5 —端，電阻R5另一端連接1K電阻R6 —端，電阻R6另一端接地，1K電阻Rl —端接uA741運(yùn)放的正極端3和Jl的I端，Rl另一端接地，Netl為uA741運(yùn)放負(fù)電壓7腳的負(fù)電源接入點(diǎn)，10歐姆電阻R3 —端接uA741運(yùn)放正電壓4腳，R3另一端接電源正極+VI，10歐姆電阻R4 —端接電源負(fù)極-VI，R4另一端與220uF電容C2正極和0.0luF電容C3 —端并聯(lián)一起接至Netl，C2負(fù)極、C3另一端、220uF電容C4負(fù)極和0.0luF電容C5 —端一起接地，C4正極和C5另一端一起接uA741運(yùn)放正電壓4腳。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電式電場近場掃描儀，其特征在于:所述兩個光纖晶體探頭上下對齊，且兩個光纖晶體探頭之間的距離可調(diào)，可調(diào)范圍為I?50厘米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電式電場近場掃描儀，其特征在于:所述帶有標(biāo)尺的上下探頭調(diào)整臂的可調(diào)范圍為I?50cm，待測電路板固定架可固定I?50cm寬度的待測電路板，X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)的軌移動范圍為I?60cm，探頭減震固定底座尺寸為40cmX40cmX 10cm,三軸機(jī)械固定底座的尺寸為10cmX80cmX 10cm。
【專利摘要】本發(fā)明光電式電場近場掃描儀，涉及測量磁變量和電變量的系統(tǒng)，是一種采用安裝有上下兩個光纖晶體探頭的三維光電式電場近場掃描裝置，由電場近場掃描裝置、電源、控制器、驅(qū)動模塊、三個步進(jìn)電機(jī)、三路位置傳感器、信號處理電路、485總線通信模塊、上位機(jī)、半導(dǎo)體激光器和光學(xué)回路構(gòu)成；該掃描儀可同時掃描待測電路板正反兩面電場近場場強(qiáng)，無二次干擾和對待測部件進(jìn)行無輻射掃描，克服了現(xiàn)有技術(shù)的電場探測系統(tǒng)本身就引入空間電磁干擾、觀察記錄和數(shù)據(jù)分析都很復(fù)雜、移動過程中產(chǎn)生的震動、控制方式不夠靈活和測量精度不高的缺陷。
【IPC分類】G01R29/08
【公開號】CN105203855
【申請?zhí)枴緾N201510684033
【發(fā)明人】李爾平, 宋濤, 王蒙軍
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月20日