專利名稱：一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種地面電場(chǎng)儀的自檢電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于電子領(lǐng)域，特別涉及一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路。
背景技術(shù)：
[0002]地面大氣電場(chǎng)儀是一種通過(guò)前置傳感器探頭測(cè)量地面大氣電場(chǎng)強(qiáng)度的設(shè)備，能夠在野外惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期對(duì)地面附近的大氣電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，它的應(yīng)用為我們研究閃電及雷暴發(fā)生的整個(gè)過(guò)程提供了有利的技術(shù)手段。但是，目前廣泛使用的場(chǎng)磨式電場(chǎng)儀沒(méi)有自檢功能，使得電場(chǎng)儀探測(cè)工作的穩(wěn)定性難以保證。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其能夠?qū)﹄妶?chǎng)儀測(cè)量的電場(chǎng)值精度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證其探測(cè)穩(wěn)定性。[0004]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是[0005]一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，包括順序連接的電場(chǎng)儀控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、模擬開(kāi)關(guān)、放大器和標(biāo)定電極板，其中，電場(chǎng)儀控制器控制D/A轉(zhuǎn)換器將設(shè)備自檢參數(shù)值轉(zhuǎn)換為頻率與電場(chǎng)儀動(dòng)片相同的方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)的接通或關(guān)斷；所述模擬開(kāi)關(guān)的輸出端連接放大器的輸入端，接通放大器對(duì)前述電壓信號(hào)進(jìn)行放大，再加到標(biāo)定電極板上， 產(chǎn)生電場(chǎng)值；所述標(biāo)定電極板設(shè)于電場(chǎng)儀電機(jī)與定片之間。[0006]上述電場(chǎng)儀控制器采用C8051 F020單片機(jī)。[0007]上述D/A轉(zhuǎn)換器采用C8051 F020單片機(jī)自帶的雙12位DAC。[0008]上述模擬開(kāi)關(guān)采用ADG509。[0009]上述放大器采用基本運(yùn)算放大器。[0010]上述標(biāo)定電極板采用與定片大小相同的金屬片。[0011]采用上述方案后，本實(shí)用新型可預(yù)先設(shè)定設(shè)備自檢參數(shù)值，電場(chǎng)儀控制器控制D/A 轉(zhuǎn)換器對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，然后控制模擬開(kāi)關(guān)接通，放大器將電壓信號(hào)放大后加在標(biāo)定電極板上，得到一個(gè)用于比較的電場(chǎng)值，與實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)值進(jìn)行比較，判斷二者誤差是否在精度范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)自檢功能。此種電路結(jié)構(gòu)可以使得地面電場(chǎng)儀具有自檢功能，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，可用于電場(chǎng)儀探測(cè)精度的自檢。


[0012]圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；[0013]圖2是本實(shí)用新型的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0014]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[0015]如圖I所示，本實(shí)用新型提供一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，包括電場(chǎng)儀控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、模擬開(kāi)關(guān)、放大器和標(biāo)定電極板，下面分別介紹。[0016]電場(chǎng)儀控制器中存儲(chǔ)有用戶設(shè)定的設(shè)備自檢參數(shù)值，并控制D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述電場(chǎng)儀控制器可采用C8051 R)20單片機(jī)。[0017]D/A轉(zhuǎn)換器用于將電場(chǎng)儀控制器傳送的自檢參數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬量的自檢控制信號(hào)，此自檢控制信號(hào)為方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，可控制模擬開(kāi)關(guān)的接通或關(guān)斷；所述D/A轉(zhuǎn)換器可采用前述C8051 F020單片機(jī)自身所帶的雙12位DAC。[0018]模擬開(kāi)關(guān)的接通或關(guān)斷，決定自檢工作的開(kāi)始和結(jié)束，所述模擬開(kāi)關(guān)可采用 ADG509，其輸出端連接放大器的輸入端。[0019]放大器用于對(duì)前述方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號(hào)加到標(biāo)定電極板上；所述放大器可采用基本運(yùn)算放大器。[0020]標(biāo)定電極板設(shè)于電場(chǎng)儀電機(jī)與定片之間，用于產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)值，將該電場(chǎng)值與電場(chǎng)儀實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)值進(jìn)行比較，檢測(cè)二者誤差是否在精度范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)自檢功能。所述標(biāo)定電極板可采用與定片大小相同的金屬片。[0021]本實(shí)用新型工作時(shí)，每隔一段時(shí)間，電場(chǎng)儀控制器根據(jù)用戶設(shè)定的自檢參數(shù)值控制D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生自檢控制信號(hào)，此自檢控制信號(hào)為方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)接通開(kāi)始自檢工作；前述電壓信號(hào)經(jīng)放大器放大20倍后加到標(biāo)定電極板上，由標(biāo)定電極板產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)值，將該電場(chǎng)值與電場(chǎng)儀實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)值進(jìn)行比較，檢測(cè)兩者誤差是否在精度范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自檢功能。本實(shí)用新型可以使得地面電場(chǎng)儀具有自檢功能，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 造價(jià)低，可用于電場(chǎng)儀探測(cè)精度的自檢。[0022]如圖2所示，本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，電場(chǎng)儀控制器采用C8051R)20單片機(jī)，其中存儲(chǔ)有用戶設(shè)定的數(shù)字量設(shè)備自檢參數(shù)值，每隔一段時(shí)間自動(dòng)輸出此參數(shù)值給D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)產(chǎn)生自檢控制信號(hào)；D/A轉(zhuǎn)換器為C8051F020單片機(jī)自身所帶的雙12位DAC，將設(shè)備自檢參數(shù)值由數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，用于產(chǎn)生自檢控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的模擬電壓為O 2. 5V 方波信號(hào)，其頻率與電場(chǎng)儀動(dòng)片產(chǎn)生的頻率相同；D/A轉(zhuǎn)換器輸出控制模擬開(kāi)關(guān)ADG509接通，開(kāi)始自檢工作；放大器采用基本運(yùn)算放大器對(duì)自檢參數(shù)模擬電壓值放大20倍，即O 50V ；放大后的電壓即標(biāo)定信號(hào)加到電場(chǎng)儀中定片與電機(jī)之間的標(biāo)定電極板上，標(biāo)定電極板產(chǎn)生的電場(chǎng)值為E=V/d，V為標(biāo)定極板與信號(hào)定片的壓差，d為兩個(gè)極片之間的距離，其范圍為O 50kV/m，將此電場(chǎng)值與電場(chǎng)儀實(shí)測(cè)電場(chǎng)值進(jìn)行比較，檢測(cè)兩者誤差是否在精度范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自檢功能。[0023]本實(shí)用新型中所述具體實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾， 都應(yīng)作為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。權(quán)利要求1.一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其特征在于包括順序連接的電場(chǎng)儀控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、模擬開(kāi)關(guān)、放大器和標(biāo)定電極板，其中，電場(chǎng)儀控制器控制D/A轉(zhuǎn)換器將設(shè)備自檢參數(shù)值轉(zhuǎn)換為頻率與電場(chǎng)儀動(dòng)片相同的方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)的接通或關(guān)斷；所述模擬開(kāi)關(guān)的輸出端連接放大器的輸入端，接通放大器對(duì)前述電壓信號(hào)進(jìn)行放大，再加到標(biāo)定電極板上，產(chǎn)生電場(chǎng)值；所述標(biāo)定電極板設(shè)于電場(chǎng)儀電機(jī)與定片之間。
2.如權(quán)利要求I所述的一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其特征在于所述電場(chǎng)儀控制器采用C8051 F020單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其特征在于所述D/A轉(zhuǎn)換器采用C8051 F020單片機(jī)自帶的雙12位DAC。
4.如權(quán)利要求I所述的一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其特征在于所述模擬開(kāi)關(guān)采用 ADG509。
5.如權(quán)利要求I所述的一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其特征在于所述放大器采用基本運(yùn)算放大器。
6.如權(quán)利要求I所述的一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，其特征在于所述標(biāo)定電極板采用與定片大小相同的金屬片。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種地面電場(chǎng)儀的自檢電路，包括順序連接的電場(chǎng)儀控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、模擬開(kāi)關(guān)、放大器和標(biāo)定電極板，其中，電場(chǎng)儀控制器控制D/A轉(zhuǎn)換器將設(shè)備自檢參數(shù)值轉(zhuǎn)換為頻率與電場(chǎng)儀動(dòng)片相同的方波標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)的接通或關(guān)斷；所述模擬開(kāi)關(guān)的輸出端連接放大器的輸入端，接通放大器對(duì)前述電壓信號(hào)進(jìn)行放大，再加到標(biāo)定電極板上，產(chǎn)生電場(chǎng)值；所述標(biāo)定電極板設(shè)于電場(chǎng)儀電機(jī)與定片之間。此種電路能夠?qū)﹄妶?chǎng)儀測(cè)量的電場(chǎng)值精度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證其探測(cè)穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G01R35/00GK202748413SQ20122045008
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者王敏, 周樹(shù)道, 陳加清, 寧軍, 程聰穎, 張國(guó)勇, 周賢哲, 金永奇, 劉星 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)氣象學(xué)院, 北京藍(lán)湖空間科技發(fā)展中心