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雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的制作方法

文檔序號:5887129閱讀:361來源:國知局
專利名稱:雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術領域
本實用新型是專為雷擊瞬態(tài)沖擊電流傳感器(已獲專利)的輸出數(shù)據(jù)信號而設計 的一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,特別是為針對雷擊瞬間所產(chǎn)生的數(shù)萬安培至十萬安培的超高沖擊電流 的檢測,提供了一種簡易安全的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術
近年來,由于雷擊災害頻發(fā),造成電力、林業(yè)、民航、水利、交通、石化、風電等行業(yè) 部門的巨大損失,迫切需要各地區(qū)各季節(jié)雷擊發(fā)生的數(shù)據(jù)資料,特別需要直接測量雷擊電 流,取得雷電波形和實時準確定位雷擊地點,以便迅速抗擊雷擊災害,排除雷害故障,取得 開展雷擊防護設計規(guī)范的科學依據(jù)。而目前國際國內(nèi)對雷電的檢測,通常采用在數(shù)十平方 公里范圍內(nèi)建立三個以上基站,配備聲光電磁檢測儀器,對雷聲、閃電光波、雷擊電磁場進 行檢測,然后根據(jù)接收到的聲光電磁參數(shù)的方位和時延,計算出雷擊大體地理位置(誤差 約數(shù)公里),不能直接測量雷擊電流,不能取得雷電波形,也不能實時準確定位雷擊地點。 (詳見中國氣象局2006年發(fā)布的“閃電監(jiān)測定位系統(tǒng)技術條件規(guī)范”征求意見稿)。因此 其取得的雷擊數(shù)據(jù)難以充分滿足各行業(yè)的迫切需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型是根據(jù)雷擊電流頻率、振幅等特性,采用高頻信號AD采樣的工作原 理,將雷擊瞬態(tài)沖擊電流傳感器(已獲專利)的輸出信號進行AD轉(zhuǎn)換的一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器, 主要特點是針對性強,結構簡單,性能可靠,安裝方便,穩(wěn)定度、數(shù)據(jù)精度均能滿足實際使用 要求。本實用新型所采取的技術方案是本實用新型由第一電阻1、第二電阻2、第三電阻3、第四電阻4、第五電阻5、限流電 阻6,第一電容7、第二電容8、第三電容9、第四電容10、第五電容11、第六電容12、濾波電 容13,可調(diào)電阻14,運算放大器15,AD轉(zhuǎn)換器16組成。轉(zhuǎn)換器采用差模輸入方式,輸入端 分別用第一電阻1、第二電阻2和第一電容7、第二電容8與地連接,再在差模輸入的兩線 之間用第三電容9連接,然后經(jīng)過由信號線分別串聯(lián)第三電阻3、第四電阻4和第四電容10 組成的衰減電路連接到放大器15,第五電容11為放大器15電源輸入的濾波,第五電阻5為 放大器15的回饋電阻,可調(diào)電阻14和第六電容12并聯(lián)組成運算放大器15的增益電路,放 大器15的輸出線路串限流電阻6,并用濾波電容13將輸出線路與地之間進行濾波,最后與 AD轉(zhuǎn)換器16連接。AD轉(zhuǎn)換器16的采樣頻率為500ksps到8Msps。第一電阻1、第二電阻2的值范圍為36k Ω到51k Ω,第一電容7、第二電容8的值范圍為IOyF到47yF,第三電容9的值范圍0. 30 μ F到0. 47 μ F,濾波電容13的值范圍為1 μ F到4. 7 μ F。[0011]在實際使用中,本實用新型利用高頻信號AD采樣的工作原理,對雷擊瞬態(tài)沖擊電 流傳感器傳送回來的電壓模擬信號進行AD轉(zhuǎn)換后便于后繼數(shù)據(jù)處理。本實用新型的特點是由于本實用新型是專為雷擊瞬態(tài)沖擊電流傳感器(已獲專利)的輸出數(shù)據(jù)信號而 設計的一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,具有很強的針對性,因此結構簡單,有很高的可靠性,穩(wěn)定度、數(shù)據(jù) 精度均能滿足實際使用要求,安裝方便,特別適宜野外惡劣環(huán)境廣泛使用。便于取得電力、 林業(yè)、民航、水利、交通、石化、風電等行業(yè)急需的大量的雷電數(shù)據(jù)氣象資料。

圖1是本實用新型的電氣原理圖。
具體實施方式
轉(zhuǎn)換器采用差模輸入方式,輸入端分別用第一電阻1、第二電阻2和第一電容7、第 二電容8與地連接,再在差模輸入的兩線之間用第三電容9連接,然后經(jīng)過由信號線分別串 聯(lián)第三電阻3、第四電阻4和第四電容10組成的衰減電路連接到放大器15,第五電容11為 放大器15電源輸入的濾波,第五電阻5為放大器15的回饋電阻,可調(diào)電阻14和第六電容 12并聯(lián)組成運算放大器15的增益電路,放大器15的輸出線路串限流電阻6,并用濾波電 容13將輸出線路與地之間進行濾波,最后與AD轉(zhuǎn)換器16連接。當有出現(xiàn)雷電瞬態(tài)沖擊電流時,雷擊瞬態(tài)沖擊電流傳感器的采集到的模擬信號從 轉(zhuǎn)換器的輸入端+和-進入到轉(zhuǎn)換器中。信號通過第一電阻1、第二電阻2和第一電容7、 第二電容8組成的匹配和信號頻率選擇電路與轉(zhuǎn)換器的地進行匹配和信號頻率選擇,再經(jīng) 過第三電容9濾波,然后經(jīng)過一個由第三電阻3、第四電阻4和第四電容10組成的衰減電 路將信號衰減后輸入到由運算放大器15,第五電阻5、可調(diào)電阻14和第五電容11、第六電 容12組成的運算放大增益調(diào)節(jié)電路進行信號放大,使其特性滿足符合了 AD轉(zhuǎn)換器16的輸 入信號特性的要求,其中由第五電阻5組成回饋電路,可調(diào)電阻14和第六電容12組成可調(diào) 增益電路,第六電容12組成電源濾波電路。最后運算放大電路的輸出信號經(jīng)過由限流電阻 6、濾波電容13和AD轉(zhuǎn)換器16組成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換 功能。實際測量時,確定AD轉(zhuǎn)換器16的采樣頻率為500ksps到8Msps。根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器16的采樣頻率頻率為500ksps到8Msps,確定第一電阻1、第二電 阻2的值范圍為36kΩ到51kΩ,第一電容7、第二電容8的值范圍為1(^ 到4711 ,第三 電容9的值范圍0. 30 μ F到0. 47 μ F,濾波電容13的值范圍為1 μ F到4. 7 μ F。
權利要求一種雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,其特征是由第一電阻(1)、第二電阻(2)、第三電阻(3)、第四電阻(4)、第五電阻(5)、限流電阻(6),第一電容(7)、第二電容(8)、第三電容(9)、第四電容(10)、第五電容(11)、第六電容(12)、濾波電容(13),可調(diào)電阻(14),運算放大器(15),AD轉(zhuǎn)換器(16)組成,轉(zhuǎn)換器采用差模輸入方式,輸入端分別用第一電阻(1)、第二電阻(2)和第一電容(7)、第二電容(8)與地連接,再在差模輸入的兩線之間用第三電容(9)連接,然后經(jīng)過由信號線分別串聯(lián)第三電阻(3)、第四電阻(4)和第四電容(10)組成的衰減電路連接到放大器(15),第五電容(11)為放大器(15)電源輸入的濾波,第五電阻(5)為放大器(15)的回饋電阻,可調(diào)電阻(14)和第六電容(12)并聯(lián)組成運算放大器(15)的增益電路,放大器(15)的輸出線路串限流電阻(6),并用濾波電容(13)將輸出線路與地之間進行濾波,最后與AD轉(zhuǎn)換器(16)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,其特征是AD轉(zhuǎn)換器(16)的 采樣頻率為500ksps到8Msps。
3.根據(jù)權利要求1所述的雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,其特征是第一電阻(1)、第 二電阻⑵的值范圍為36kQ到51kQ,
4.根據(jù)權利要求1所述的雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,其特征是第一電容(7)、第 二電容⑶的值范圍為10 μ F到47 μ F,
5.根據(jù)權利要求1所述的雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,其特征是第三電容(9)的 值范圍 0. 30 μ F 至Ij 0.47 μ F,
6.根據(jù)權利要求1所述的雷擊瞬態(tài)沖擊電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,其特征是濾波電容(13)的 值范圍為IyF到4.7 yF。
專利摘要本實用新型是專為雷擊瞬態(tài)沖擊電流傳感器的輸出數(shù)據(jù)信號而設計的一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。用于雷擊瞬態(tài)沖擊大電流的直接測量,采用差模輸入方式,輸入端分別用電阻和電容與地連接,再在差模輸入的兩線之間用電容連接,然后經(jīng)過由信號線分別串聯(lián)電阻和電容組成的衰減電路連接到放大器,電容為放大器電源輸入的濾波,電阻為放大器的回饋電阻,可調(diào)電阻和電容并聯(lián)組成運算放大器的增益電路,放大器的輸出線路串限流電阻,并用電容器將輸出線路與地之間進行濾波,最后與AD轉(zhuǎn)換器連接。本實用新型具有很強的針對性,由于其結構簡單,有很高的可靠性,穩(wěn)定度、數(shù)據(jù)精度均能滿足實際使用要求,安裝方便,特別適宜野外惡劣環(huán)境廣泛使用。
文檔編號G01R19/25GK201732119SQ201020112078
公開日2011年2月2日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者余騫, 劉孟妍, 黃文章 申請人:廣西地凱科技有限公司
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