[發明專利]一種計算機測繪電場的方法

在審

• 申請號: 202110078497.9
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN113160353A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 曹云輝;劉振林;魯曉東
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學東海科學技術學院
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06F30/23;G06F8/38
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 王樹鏞

一種計算機測繪電場的方法，包括前端接口數據采集系統、電子移動打點器、光電電路坐標點數據采集系統、鼠標光電電路、USB接口、單片機采電勢點數據采集系統、單片機、TTL?USB接口、USB?HUB、后端軟件數據處理系統、上位機、上位機軟件和電場線。本發明的優點是：本測繪方法運用電子打點和計算機數據采集，并由計算機軟件完成對數據的處理，避免了機械振動和人工找等勢點的過程，提高了測繪的效率；設計了用USB?HUB電路同時進行光電電路坐標點數據采集和單片機采電勢點數據采集，使電子數據采集功能更加完善；采用了電勢點的隨機點采集方法，由軟件的數據擬合算法實現了高密度的蒙特卡洛格點，并用這些格點描繪了電場，使描繪的結果顯示出更高的精度。

技術領域

本發明涉及一種計算機測繪電場的方法，屬于電場測量技術領域。

背景技術

在電氣工程應用場合，經常需要研究某些特殊形狀帶電體的電場分布，以保證電氣工程設計的合理性。傳統的方法大都采用穩恒電流場模擬的途徑來實現，這種方法由于需要機械打點和人工找等勢點并擬合繪圖，測繪的精度和效率都不盡人意。所以在此基礎上提出一種電子打點、計算機數據采集的方法，并由計算機軟件完成對數據的處理。避免了機械振動和人工找等勢點的過程，提高了測繪的效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種計算機測繪電場的方法。

本發明要解決的問題是現有的電場測繪方法大都采用穩恒電流場模擬的途徑來實現，需要機械打點和人工找等勢點并擬合繪圖，測繪的精度和效率都不盡人意的缺陷。

為實現本發明的目的，本發明采用的技術方案是：

一種計算機測繪電場的方法，包括前端接口數據采集系統、電子移動打點器、光電電路坐標點數據采集系統、鼠標光電電路、USB接口、單片機采電勢點數據采集系統、單片機、TTL-USB接口、USB-HUB、后端軟件數據處理系統、上位機、上位機軟件和電場線，所述前端接口數據采集系統上安裝有電子移動打點器，電子移動打點器內設置有光電電路坐標點數據采集系統，光電電路坐標點數據采集系統上安裝有鼠標光電電路，鼠標光電電路的硬件接口上安裝有USB接口，USB接口與USB-HUB連接，電子移動打點器內設置有單片機采電勢點數據采集系統，單片機采電勢點數據采集系統上安裝有單片機，單片機的硬件接口上安裝有TTL-USB接口，TTL-USB接口與USB-HUB連接，連接有兩路USB數據的USB-HUB與上位機的一個串口連接，上位機屬于后端軟件數據處理系統的軟件主控平臺，后端軟件數據處理系統內安裝有上位機軟件，上位機軟件通過腳本的編程完成從串口獲得n個點位置和電勢的數據，為了使描繪的結果顯示出更高的精度，上位機軟件采用了蒙特卡洛算法，利用這些有限的數據點擬合出盡可能多的蒙特卡洛網格點，最后描繪得到格點的等高線圖即等勢點圖線，由等勢點圖的梯度，得到電場線，并以矢量場方式描繪出整個區域電場的分布。

進一步的，所述上位機軟件使用了matlab軟件Guide界面設計。

進一步的，所述TTL-USB接口是單片機串口轉接USB口。

進一步的，所述單片機是一個帶AD轉換的單片機。

進一步的，所述光電電路坐標點數據采集系統和單片機采電勢點數據采集系統通過USB-HUB同時進行數據采集。

進一步的，所述單片機和鼠標光電電路采用隨機點采集方法。

本發明的優點是：本測繪方法運用電子打點和計算機數據采集，并由計算機軟件完成對數據的處理，避免了機械振動和人工找等勢點的過程，提高了測繪的效率；設計了用USB-HUB電路同時進行光電電路坐標點數據采集和單片機采電勢點數據采集，使電子數據采集功能更加完善；采用了電勢點的隨機點采集方法，由軟件的數據擬合算法實現了高密度的蒙特卡洛格點，并用這些格點描繪了電場，使描繪的結果顯示出更高的精度。

附圖說明

圖1是一種計算機測繪電場的方法的整體系統結構圖；