電機4置于保護殼5內(nèi)。
[0027] 電場儀設(shè)計完成后還需要進行標定，標定原理是通過在兩塊距離一定的金屬平行 板之間施加直流電壓，根據(jù)
（d為兩板之間的距離），從而算出兩板之間的電場強度，通 過調(diào)節(jié)電位器，使電場儀的輸出和模擬電場強度相同。
[0028] 在實驗室通過對兩塊距離一定的金屬平行板之間施加直流電壓形成模擬電場，通 過調(diào)節(jié)電壓值改變電場強度的大小，當電場強度為Ov/m，所測結(jié)果如圖2所示?？梢姡敍]有 電場強度時，電壓基本上不發(fā)生變化。
[0029] 實施例2:
[0030] 如圖1和圖3所示，一種微型化大氣電場檢測儀，由傳感模塊、檢測電路、無線傳輸 模塊和保護殼5組成，傳感模塊為帶有電機的電容1，電機為兩相四線步進電機4,兩相四線 步進電機4采用UDN2916,檢測電路包括：I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模 塊，I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊和數(shù)據(jù)采集與處理模塊集合在一個忍片2上，電容1上的電 流信號接I-V轉(zhuǎn)換的反相輸入端，利用UDN2916帶動電容1勻速轉(zhuǎn)動切割大氣電場產(chǎn)生電信 號，濾波放大模塊為帶通濾波器，電容1表面產(chǎn)生的電信號進行I-V轉(zhuǎn)換后，把微弱的電流信 號轉(zhuǎn)化為電壓信號，對微弱的電壓信號放大1000倍，再通過帶通濾波器濾除噪聲，在電容1 轉(zhuǎn)動的時候，電壓的變化不明顯，所W，對電路進行二級放大，對電壓信號再放大100倍，運 樣可W清晰地看出電壓的變化;數(shù)據(jù)采集與處理模塊為STC^LE2052AD單片機，對濾波放大 后的模擬電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，STC12LE2052AD自帶8位精度A/D，A/D轉(zhuǎn)換口在P1.0 口 (Pl. O-Pl. 7)上電復(fù)位后Pl 口為弱上拉I/O口，通過軟件設(shè)置Pl. 0 口為A/D轉(zhuǎn)換口；無線傳輸 模塊為藍牙模塊，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過藍牙模塊進行無線傳輸，接收到的數(shù)據(jù)通過上位機 顯示出來，忍片2、藍牙模塊3和兩相四線步進電機4置于保護殼5內(nèi)。
[0031] 電場儀設(shè)計完成后還需要進行標定，標定原理是通過在兩塊距離一定的金屬平行 板之間施加直流電壓，根據(jù)
（d為兩板之間的距離），從而算出兩板之間的電場強度，通 過調(diào)節(jié)電位器，使電場儀的輸出和模擬電場強度相同。
[0032] 在實驗室通過對兩塊距離一定的金屬平行板之間施加直流電壓形成模擬電場，通 過調(diào)節(jié)電壓值改變電場強度的大小，當電場強度為lOOv/m時，所測結(jié)果如圖3所示?？梢姡?電場強度變?yōu)?00 v/m時，電壓變化了0.86 V。
[0033] 實施例3:
[0034] 如圖1和圖4所示，一種微型化大氣電場檢測儀，由傳感模塊、檢測電路、無線傳輸 模塊和保護殼5組成，傳感模塊為帶有電機的電容1，電機為兩相四線步進電機4,兩相四線 步進電機4采用UDN2916，檢測電路包括：I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模 塊，I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊和數(shù)據(jù)采集與處理模塊集合在一個忍片2上，電容1上的電 流信號接I-V轉(zhuǎn)換的反相輸入端，利用UDN2916帶動電容1勻速轉(zhuǎn)動切割大氣電場產(chǎn)生電信 號，濾波放大模塊為帶通濾波器，電容1表面產(chǎn)生的電信號進行I-V轉(zhuǎn)換后，把微弱的電流信 號轉(zhuǎn)化為電壓信號，對微弱的電壓信號放大1000倍，再通過帶通濾波器濾除噪聲，在電容1 轉(zhuǎn)動的時候，電壓的變化不明顯，所W，對電路進行二級放大，對電壓信號再放大100倍，運 樣可W清晰地看出電壓的變化;數(shù)據(jù)采集與處理模塊為STC^LE2052AD單片機，對濾波放大 后的模擬電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，STC12LE2052AD自帶8位精度A/D，A/D轉(zhuǎn)換口在P1.0 口 (Pl. O-Pl. 7)上電復(fù)位后Pl 口為弱上拉I/O口，通過軟件設(shè)置Pl. 0 口為A/D轉(zhuǎn)換口；無線傳輸 模塊為藍牙模塊，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過藍牙模塊進行無線傳輸，接收到的數(shù)據(jù)通過上位機 顯示出來，忍片2、藍牙模塊3和兩相四線步進電機4置于保護殼5內(nèi)。
[0035] 電場儀設(shè)計完成后還需要進行標定，標定原理是通過在兩塊距離一定的金屬平行 板之間施加直流電壓，根S
(d為兩板之間的距離），從而算出兩板之間的電場強度，通 過調(diào)節(jié)電位器，使電場儀的輸出和模擬電場強度相同。
[0036] 在實驗室通過對兩塊距離一定的金屬平行板之間施加直流電壓形成模擬電場，通 過調(diào)節(jié)電壓值改變電場強度的大小，當電場強度為200v/m時，所測結(jié)果如圖4所示?？梢?，當 電場強度變?yōu)?00v/m時，電壓變化了 1.72V。
[0037] 結(jié)合實施例1-3,推算出電壓和電場強度成線性關(guān)系，所W通過電壓值可W計算出 電場強度的大小，如下圖5所示，記錄了 8組數(shù)據(jù)，檢測到電壓值的大小和實際理論值相等， 實現(xiàn)了大氣電場的檢測。
[0038] 上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于 上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可W在不脫離本實用新型 宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1. 一種微型化大氣電場檢測儀，其特征在于:所述微型化大氣電場檢測儀由傳感模塊、 檢測電路、無線傳輸模塊和保護殼(5 )組成，傳感模塊為帶有電機的電容（1 )，檢測電路與電 容（1)相連接，檢測電路包括:I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊和數(shù)據(jù)采集與處理模塊，I-V轉(zhuǎn)換 電路與濾波放大模塊相連，濾波放大模塊采用帶通濾波器，濾波放大模塊和數(shù)據(jù)采集與處 理模塊相連，數(shù)據(jù)采集與處理模塊為STC12LE2052AD單片機，I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊和 數(shù)據(jù)采集與處理模塊集合在一個芯片（2)上，無線傳輸模塊為與檢測電路相連接的藍牙模 塊(3)，所述芯片(2)、藍牙模塊(3)和電機置于保護殼(5)內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型化大氣電場檢測儀，其特征在于:所述傳感模塊采用 電容作為敏感器件，利用電機帶動電容勾速轉(zhuǎn)動切割大氣電場產(chǎn)生電信號，電機為兩相四 線步進電機(4)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微型化大氣電場檢測儀，其特征在于:所述兩相四線步進 電機(4)采用UDN2916。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型化大氣電場檢測儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集與處 理模塊采用STC12LE2052AD單片機，其內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器采集放大后的交流信號，通過信號處 理轉(zhuǎn)換為電場強度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型化大氣電場檢測儀，其特征在于:所述無線傳輸模塊 采用藍牙模塊(3)把檢測到的電場強度值無線傳輸?shù)缴衔粰C。
【專利摘要】本申請公開了一種微型化大氣電場檢測儀，由傳感模塊、檢測電路、無線傳輸模塊和保護殼組成，傳感模塊為帶有電機的電容，檢測電路與電容相連接，檢測電路包括：I-V轉(zhuǎn)換電路、濾波放大模塊和數(shù)據(jù)采集與處理模塊，無線傳輸模塊為與檢測電路相連接的藍牙模塊；微型化大氣電場檢測儀體積小，重量輕，功耗低，適合無人機攜帶；能夠準確檢測晴天及雷暴來臨時的大氣電場。
【IPC分類】G01R29/12
【公開號】CN205374611
【申請?zhí)枴緾N201620085528
【發(fā)明人】唐慧強, 周繼威, 呂雪駒, 邱芃
【申請人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月28日