CN204008869U - 非接触式静电电位测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非接触式静电电位测试仪，涉及电变量的测量工具技术领域。包括用于感应带电体表面电位的平行板电容，用于对平行板电容采集到的电位信号进行处理生成单片机能够处理的数字信号的数据处理电路，用于计算数据处理电路处理后的电位信号的微处理器，以及用于显示微处理器处理后的电位信号数值的显示单元。所述电位测试仪通过平行板电容对被测物体的电位进行实时测量，不使用机械装置，减小了电位测试仪的体积，且平行板电容不与被测物体相接触，对被测物体的电位影响较小；此外，所述测试仪通过可控开关和单片机的配合使用，可使平板电容归零，有效解决了测试仪的零漂问题，实现了被测物体电位的实时测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电变量的测量工具技术领域，尤其涉及一种非接触式静电电位测试仪。
背景技术
目前国际上常见的非接触式静电电量传感器有旋叶式、变容式等，但是这些传感器都是通过机械运动将被测电压信号转变成交变信号进行测量，因此当被测电压信号变化频率接近或者大于机械运动频率时测量将出现误差。同时由于机械运动装置的存在，传感器不能够做到小型化，并且机械装置会对被测物体电位产生影响，导致测量结果出现误差。此外，一些现有的直感式传感器由于测试电路电子元器件及***本身存在的零漂问题导致在对被测物体实时测量过程中出现误差，因此往往只能进行不连续测量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种非接触式静电电位测试仪，所述测试仪具有体积小，对被测物体电位影响小的特点。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种非接触式静电电位测试仪，其特征在于：包括用于感应带电体表面电位的平行板电容，用于对平行板电容采集到的电位信号进行处理生成单片机能够处理的数字信号的数据处理电路，用于计算数据处理电路处理后的电位信号的微处理器，以及用于显示微处理器处理后的电位信号数值的显示单元。
优选的，所述数据处理电路包括电阻R1-R3、运算放大器U1-U2、可控开关S1和模数转换模块U3，可控开关S1的一端与平板电容C1的一端电连接后接地，平板电容C1的另一端与可控开关S1的另一端电连接后与运算放大器U1的同相输入端电连接，运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端电连接，运算放大器U1的输出端依次经电阻R1、电阻R3与运算放大器U2的输出端电连接，电阻R2的一端接电源，电阻R2的另一端分为两路，第一路接电阻R1与电阻R3的结点，第二路接运算放大器U2的反相输入端，所述运算放大器U2的同相输入端接地，所述运算放大器U2的输出端接模数转换模块U3的输入端，所述可控开关S1的控制端与微处理器的输出控制端电连接，模数转换模块U3的输出端为所述数据处理电路的输出端。
优选的，所述微处理器为单片机或RAM处理器。
优选的，所述显示单元为LED显示屏或LCD显示屏。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述电位测试仪通过平行板电容对被测物体的电位进行实时测量，不使用机械装置，减小了电位测试仪的体积，且平行板电容不与被测物体相接触，对被测物体的电位影响较小；此外，所述测试仪通过可控开关和单片机的配合使用，可使平板电容归零，有效解决了测试仪的零漂问题，实现了被测物体电位的实时测量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
基于背景技术所述，本实用新型提供了以下技术方案解决现有技术中存在的问题：
如图1所示，一种非接触式静电电位测试仪，包括用于感应带电体表面电位的平行板电容，用于对平行板电容采集到的电位信号进行处理生成单片机能够处理的数字信号的数据处理电路，用于计算数据处理电路处理后的电位信号的微处理器，以及用于显示微处理器处理后的电位信号数值的显示单元。
以上是本申请的核心思想，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
如图1所示，一种非接触式静电电位测试仪，包括用于感应带电体表面电位的平行板电容，用于对平行板电容采集到的电位信号进行处理生成单片机能够处理的数字信号的数据处理电路，用于计算数据处理电路处理后的电位信号的微处理器，所述微处理器为单片机或RAM处理器；以及用于显示微处理器处理后的电位信号数值的显示单元，所述显示单元为LED显示屏或LCD显示屏。
数据处理电路有很多形式，在本实施例中，所述数据处理电路包括电阻R1-R3、运算放大器U1-U2、可控开关S1和模数转换模块U3。可控开关S1的一端与平板电容C1的一端电连接后接地，平板电容C1的另一端与可控开关S1的另一端电连接后与运算放大器U1的同相输入端电连接，运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端电连接，运算放大器U1的输出端依次经电阻R1、电阻R3与运算放大器U2的输出端电连接，电阻R2的一端接电源，电阻R2的另一端分为两路，第一路接电阻R1与电阻R3的结点，第二路接运算放大器U2的反相输入端，所述运算放大器U2的同相输入端接地，所述运算放大器U2的输出端接模数转换模块U3的输入端，所述可控开关S1的控制端与微处理器的输出控制端电连接，模数转换模块U3的输出端为所述数据处理电路的输出端。
工作原理:（1）测试前可控开关处于断开状态，平行板电容靠近带电体时由于电场感应，平行板电容前表面将感应一定电压，由于感应电量较小不能够实现直接测量，首先经过一个由斩波自稳零式运算放大器U1构成的电压跟随器，由运算放大器U1输出的电压信号有高有低、有正电压也有负电压，不能满足后面数据处理电路的采集处理，然后经过由运算放大器U2构成的反相加法运算器，使感应电压信号数值控制在0-3.3V之间，以满足信号采集电压要求。由运算放大器U2输出的信号经过A/D模块将模拟信号转换为数字信号，再经过单片机采集、反向运算得到被测物体电压值，并保存测量结果，经过显示单元将测试结果显示出来。
（2）随后单片机发送指令将可控开关闭合，此过程中单片机停止数据采集，可控开关闭合一段时间后单片机发送指令断开可控开关。
（3）可控开关断开后，重复（1）的测量过程，得到的测试数值与上一次测试存储的数值进行相加，得到被测物体的最终电压值，并保存测试结果，经过显示单元将测试结果显示出来。
（4）重复（2），这样便实现了对带电体表面电位大小的实时测量。
通过以上原理可以得出：所述电位测试仪通过平行板电容对被测物体的电位进行实时测量，不使用机械装置，减小了电位测试仪的体积，且平行板电容不与被测物体相接触，对被测物体的电位影响较小；此外，所述测试仪通过可控开关和单片机的配合使用，可使平板电容归零，有效解决了测试仪的零漂问题，实现了被测物体电位的实时测量。
Claims (3)
1.一种非接触式静电电位测试仪，其特征在于：包括用于感应带电体表面电位的平行板电容，用于对平行板电容采集到的电位信号进行处理生成单片机能够处理的数字信号的数据处理电路，用于计算数据处理电路处理后的电位信号的微处理器，以及用于显示微处理器处理后的电位信号数值的显示单元；所述数据处理电路包括电阻R1-R3、运算放大器U1-U2、可控开关S1和模数转换模块U3，可控开关S1的一端与平板电容C1的一端电连接后接地，平板电容C1的另一端与可控开关S1的另一端电连接后与运算放大器U1的同相输入端电连接，运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端电连接，运算放大器U1的输出端依次经电阻R1、电阻R3与运算放大器U2的输出端电连接，电阻R2的一端接电源，电阻R2的另一端分为两路，第一路接电阻R1与电阻R3的结点，第二路接运算放大器U2的反相输入端，所述运算放大器U2的同相输入端接地，所述运算放大器U2的输出端接模数转换模块U3的输入端，所述可控开关S1的控制端与微处理器的输出控制端电连接，模数转换模块U3的输出端为所述数据处理电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的非接触式静电电位测试仪，其特征在于：所述微处理器为单片机或RAM处理器。
3.根据权利要求1所述的非接触式静电电位测试仪，其特征在于：所述显示单元为LED显示屏或LCD显示屏。
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Cited By (5)
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2014
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