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专利名称：一种地面电场仪的自检电路的制作方法
技术领域：
—种地面电场仪的自检电路技术领域[0001]本实用新型属于电子领域，特别涉及一种地面电场仪的自检电路。
背景技术：
[0002]地面大气电场仪是一种通过前置传感器探头测量地面大气电场强度的设备，能够在野外恶劣的环境下长期对地面附近的大气电场强度进行测量，它的应用为我们研究闪电及雷暴发生的整个过程提供了有利的技术手段。但是，目前广泛使用的场磨式电场仪没有自检功能，使得电场仪探测工作的稳定性难以保证。实用新型内容[0003]本实用新型的目的，在于提供一种地面电场仪的自检电路，其能够对电场仪测量的电场值精度进行监测，保证其探测稳定性。[0004]为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是[0005]一种地面电场仪的自检电路，包括顺序连接的电场仪控制器、D/A转换器、模拟开关、放大器和标定电极板，其中，电场仪控制器控制D/A转换器将设备自检参数值转换为频率与电场仪动片相同的方波标准电压信号，控制模拟开关的接通或关断；所述模拟开关的输出端连接放大器的输入端，接通放大器对前述电压信号进行放大，再加到标定电极板上， 产生电场值；所述标定电极板设于电场仪电机与定片之间。[0006]上述电场仪控制器采用C8051 F020单片机。[0007]上述D/A转换器采用C8051 F020单片机自带的双12位DAC。[0008]上述模拟开关采用ADG509。[0009]上述放大器采用基本运算放大器。[0010]上述标定电极板采用与定片大小相同的金属片。[0011]采用上述方案后，本实用新型可预先设定设备自检参数值，电场仪控制器控制D/A 转换器对其进行模数转换，产生方波标准电压信号，然后控制模拟开关接通，放大器将电压信号放大后加在标定电极板上，得到一个用于比较的电场值，与实际测得的电场值进行比较，判断二者误差是否在精度范围内，从而实现自检功能。此种电路结构可以使得地面电场仪具有自检功能，设计结构简单，造价低，可用于电场仪探测精度的自检。


[0012]图I是本实用新型的结构框图；[0013]图2是本实用新型的一种实施结构图。
具体实施方式
[0014]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。[0015]如图I所示，本实用新型提供一种地面电场仪的自检电路，包括电场仪控制器、D/A转换器、模拟开关、放大器和标定电极板，下面分别介绍。[0016]电场仪控制器中存储有用户设定的设备自检参数值，并控制D/A转换器进行数模转换，所述电场仪控制器可采用C8051 R)20单片机。[0017]D/A转换器用于将电场仪控制器传送的自检参数值转换为模拟量的自检控制信号，此自检控制信号为方波标准电压信号，可控制模拟开关的接通或关断；所述D/A转换器可采用前述C8051 F020单片机自身所带的双12位DAC。[0018]模拟开关的接通或关断，决定自检工作的开始和结束，所述模拟开关可采用 ADG509，其输出端连接放大器的输入端。[0019]放大器用于对前述方波标准电压信号进行放大，并将放大后的电压信号加到标定电极板上；所述放大器可采用基本运算放大器。[0020]标定电极板设于电场仪电机与定片之间，用于产生一个电场值，将该电场值与电场仪实际测得的电场值进行比较，检测二者误差是否在精度范围内，从而实现自检功能。所述标定电极板可采用与定片大小相同的金属片。[0021]本实用新型工作时，每隔一段时间，电场仪控制器根据用户设定的自检参数值控制D/A转换器产生自检控制信号，此自检控制信号为方波标准电压信号，控制模拟开关接通开始自检工作；前述电压信号经放大器放大20倍后加到标定电极板上，由标定电极板产生一个电场值，将该电场值与电场仪实际测得的电场值进行比较，检测两者误差是否在精度范围内，实现自检功能。本实用新型可以使得地面电场仪具有自检功能，设计结构简单， 造价低，可用于电场仪探测精度的自检。[0022]如图2所示，本实用新型在具体实施时，电场仪控制器采用C8051R)20单片机，其中存储有用户设定的数字量设备自检参数值，每隔一段时间自动输出此参数值给D/A转换器来产生自检控制信号；D/A转换器为C8051F020单片机自身所带的双12位DAC，将设备自检参数值由数字量转换为模拟量，用于产生自检控制信号，转换后的模拟电压为O 2. 5V 方波信号，其频率与电场仪动片产生的频率相同；D/A转换器输出控制模拟开关ADG509接通，开始自检工作；放大器采用基本运算放大器对自检参数模拟电压值放大20倍，即O 50V ；放大后的电压即标定信号加到电场仪中定片与电机之间的标定电极板上，标定电极板产生的电场值为E=V/d，V为标定极板与信号定片的压差，d为两个极片之间的距离，其范围为O 50kV/m，将此电场值与电场仪实测电场值进行比较，检测两者误差是否在精度范围内，实现自检功能。[0023]本实用新型中所述具体实施例仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰， 都应作为本实用新型的技术范畴。权利要求1.一种地面电场仪的自检电路，其特征在于包括顺序连接的电场仪控制器、D/A转换器、模拟开关、放大器和标定电极板，其中，电场仪控制器控制D/A转换器将设备自检参数值转换为频率与电场仪动片相同的方波标准电压信号，控制模拟开关的接通或关断；所述模拟开关的输出端连接放大器的输入端，接通放大器对前述电压信号进行放大，再加到标定电极板上，产生电场值；所述标定电极板设于电场仪电机与定片之间。
2.如权利要求I所述的一种地面电场仪的自检电路，其特征在于所述电场仪控制器采用C8051 F020单片机。
3.如权利要求2所述的一种地面电场仪的自检电路，其特征在于所述D/A转换器采用C8051 F020单片机自带的双12位DAC。
4.如权利要求I所述的一种地面电场仪的自检电路，其特征在于所述模拟开关采用 ADG509。
5.如权利要求I所述的一种地面电场仪的自检电路，其特征在于所述放大器采用基本运算放大器。
6.如权利要求I所述的一种地面电场仪的自检电路，其特征在于所述标定电极板采用与定片大小相同的金属片。
专利摘要本实用新型公开一种地面电场仪的自检电路，包括顺序连接的电场仪控制器、D/A转换器、模拟开关、放大器和标定电极板，其中，电场仪控制器控制D/A转换器将设备自检参数值转换为频率与电场仪动片相同的方波标准电压信号，控制模拟开关的接通或关断；所述模拟开关的输出端连接放大器的输入端，接通放大器对前述电压信号进行放大，再加到标定电极板上，产生电场值；所述标定电极板设于电场仪电机与定片之间。此种电路能够对电场仪测量的电场值精度进行监测，保证其探测稳定性。
文档编号G01R35/00GK202748413SQ20122045008
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者王敏, 周树道, 陈加清, 宁军, 程聪颖, 张国勇, 周贤哲, 金永奇, 刘星 申请人:中国人民解放军理工大学气象学院, 北京蓝湖空间科技发展中心