[發(fā)明專(zhuān)利]倒置式低功耗恒速電場(chǎng)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210594907.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103076508A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞坤師;谷山強(qiáng);方玉河;許遠(yuǎn)根;郭鈞天;陳揚(yáng);曾喻;李哲;章涵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R29/12
• 分類(lèi)號(hào): G01R29/12
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;胡紅林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量大氣電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)儀，具體地指一種倒置式低功耗恒速電場(chǎng)儀。

背景技術(shù)

地面電場(chǎng)的強(qiáng)弱取決于空間電荷的多少，與輻射場(chǎng)相比它是一種相對(duì)靜止的場(chǎng)，即靜電場(chǎng)。目前，測(cè)量大氣電場(chǎng)的常用方法主要有兩類(lèi)：電位差法，即測(cè)量出空間兩點(diǎn)間的點(diǎn)位差，在70年代中期研制的放射線電位計(jì)就是基于這種原理的，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，但易受環(huán)境影響并有放射性污染；另一類(lèi)是感應(yīng)電荷法，即利用導(dǎo)體在電場(chǎng)中感應(yīng)電荷原理測(cè)量電場(chǎng)，其優(yōu)點(diǎn)是便于理論技術(shù)和對(duì)儀器的標(biāo)定，但測(cè)量精度和電場(chǎng)數(shù)據(jù)的可信性受旋轉(zhuǎn)速度影響極大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性不高。

目前，現(xiàn)有的技術(shù)所用的電場(chǎng)儀采用動(dòng)片分時(shí)屏蔽定片產(chǎn)生的交變信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波，然后進(jìn)行選頻放大，再進(jìn)行二級(jí)放大，然后與光電開(kāi)關(guān)采集的光同步信號(hào)經(jīng)同步整流后，再通過(guò)低通濾波，得到電場(chǎng)的測(cè)量值輸出。但是，現(xiàn)有的電場(chǎng)儀為了提高測(cè)量的范圍，設(shè)置了兩個(gè)量程，由人工切換的方式實(shí)現(xiàn)該兩個(gè)量程間的切換，其弊端是易飽和突變。

申請(qǐng)?zhí)枮?6250898.5的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種倒置式電場(chǎng)儀，它在殼體上聯(lián)有基準(zhǔn)定位架，電機(jī)及定片均通過(guò)該定位架固定；另在電機(jī)軸上裝有與動(dòng)片相似平行的小葉片，小葉片置于光開(kāi)關(guān)的缺口內(nèi)，由光電開(kāi)關(guān)輸出的電信號(hào)及定片上的信號(hào)引線輸出的電信號(hào)一起接入電場(chǎng)測(cè)量信號(hào)處理電路中。申請(qǐng)?zhí)枮?3160053.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種恒速旋轉(zhuǎn)倒裝式電場(chǎng)儀，該電場(chǎng)儀同樣含有電機(jī)支座、小葉片、槽（凹）型光電開(kāi)關(guān)，由于定位架、小葉片及光電開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，它們占用一定的空間，造成電場(chǎng)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，而光電開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)需加入額外的元器件，也會(huì)造成信號(hào)處理電路不易減小，不利于電場(chǎng)儀體積減小。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種倒置式低功耗恒速電場(chǎng)儀，該電場(chǎng)儀能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，簡(jiǎn)化傳感部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備運(yùn)行的功耗，穩(wěn)定電機(jī)的轉(zhuǎn)速在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，提高旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)儀可靠性以及長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)性能，適用于在野外長(zhǎng)時(shí)間的使用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是：一種倒置式低功耗恒速電場(chǎng)儀，包括電場(chǎng)信號(hào)產(chǎn)生組件和電場(chǎng)信號(hào)處理組件，

所述電場(chǎng)信號(hào)產(chǎn)生組件包括：

外殼，底端設(shè)有開(kāi)口；?

固定圓盤(pán)，通過(guò)螺絲連接于所述外殼內(nèi)；

固定圓盤(pán)蓋，位于所述固定圓盤(pán)的下方，通過(guò)螺絲連接于所述外殼內(nèi)；

電機(jī)，設(shè)于所述外殼內(nèi)，所述電機(jī)包括電機(jī)軸，該電機(jī)軸穿過(guò)所述固定圓盤(pán)及固定圓盤(pán)蓋，且電機(jī)軸的底端不超過(guò)所述外殼的開(kāi)口；?

定片，通過(guò)絕緣塑料件連接于電機(jī)軸上，連接點(diǎn)位于固定圓盤(pán)蓋與所述外殼底端開(kāi)口處；

圓筒柱，套于所述電機(jī)軸的底端；以及

動(dòng)片，位于所述定片的正下方，連接于所述圓筒柱上。

所述電場(chǎng)信號(hào)處理組件包括：?

設(shè)有電場(chǎng)信號(hào)處理電路的PCB板，通過(guò)螺絲連接于所述外殼內(nèi)。

在上述技術(shù)方案中，所述電場(chǎng)信號(hào)處理電路包括電場(chǎng)信號(hào)幅值處理電路和電場(chǎng)信號(hào)極性判斷電路，所述電場(chǎng)信號(hào)幅值處理電路包括：

I/V轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)輸入端與所述定片連接；

電壓跟隨器，信號(hào)輸入端與所述I/V轉(zhuǎn)換電路信號(hào)輸出端連接；

模擬開(kāi)關(guān)，信號(hào)輸入端與所述電壓跟隨器信號(hào)輸出端連接；

二級(jí)放大電路，信號(hào)輸入端與所述模擬開(kāi)關(guān)輸出端連接；以及

高低通濾波器，信號(hào)輸入端分別與所述模擬開(kāi)關(guān)輸出端和所述二級(jí)放大電路信號(hào)輸出端連接；?

所述電場(chǎng)信號(hào)極性判斷電路包括：

比較器，信號(hào)輸入端與所述高低通濾波器的信號(hào)輸出端連接；?

D觸發(fā)器，信號(hào)輸入端與所述比較器的信號(hào)輸出端連接；以及

同步信號(hào)獲取裝置，同步信號(hào)輸出端與所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘源端連接。

進(jìn)一步地，所述電場(chǎng)信號(hào)處理電路還包括電機(jī)控制模塊，該電機(jī)控制模塊包括：

轉(zhuǎn)速傳感器，用于監(jiān)測(cè)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

處理器，與所述轉(zhuǎn)速傳感器連接，用于處理所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)PID算法來(lái)控制PWM輸出信號(hào)；

晶閘管，與所述處理器連接，根據(jù)所述PWM輸出信號(hào)的頻率控制電機(jī)供電電壓。

進(jìn)一步地，所述電場(chǎng)信號(hào)處理電路還包括電源單元，該電源單元包括：

開(kāi)關(guān)電源模塊，輸入端外接供電電壓；以及

LDO線性電源模塊，輸入端與所述開(kāi)關(guān)電源模塊輸入端連接，輸出端分別與處理器的電源端連接。

進(jìn)一步第，所述的倒置式低功耗恒速電場(chǎng)儀還包括：