专利名称：超低零漂数字电压表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仪器仪表，尤其是电压表。
背景技术：
现有静电电压表按测量方式分为接触式与非接触式仪表，非接触式仪表按测量原理又可分为感应式与电离式两种。目前国内外的感应式静电检测仪表有直接感应式、交流调制式。前者，漂移较严重，使用时需经常性的零点校准，所以不能实现连续监测。后者，主要的优势在于解决了连续测量的问题，所以代表着本领域的先进技术。它的信号处理方式为先通过金属电极把微弱的准静态电场感应信号调制成交流信号，再放大、检波、滤波、校正、A/D转换，最后经液晶显示器输出，简而言之，信号处理过程经过直流-交流-直流的变换，直流变换到交流是为了消除静电传感器的零点漂移，所以它是整个仪器的核心，而A/D转换器仅仅完成一种变换的功能。缺点需要一个200-600Hz的机械调制机构，这对设计、加工、制造均提出较苛刻的要求，完成信号变换的电子线路设计也相当复杂。
发明内容
本实用新型的目的是克服感应式仪表存在的上述不足问题，提供一种超低零漂数字电压表，消除感应信号的漂移，且无须调制解调处理，达到或超过现有调制式仪表的性能指标，提高测量精度，简化仪表设计、加工、制作的难度，另一目的是提高测量定距准确度。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是超低零漂数字电压表，涉及A/D转换器和传感器，壳体感应面开有采样孔，传感器感应电极感应面外装有采样快门，采样快门位于感应电极和采样孔之间，采样快门与地连接，驱动机构连采样快门控制采样快门与A/D转换器同步工作。
所述传感器感应电极由绝缘支撑架支撑，绝缘支撑架外有屏蔽套，采样快门与屏蔽套构成闭合空间，采样快门连驱动机构并由其控制，采样快门通过金属丝与地连接。
所述壳体感应面上采样孔两侧等距设有定距孔，壳体内相应位置装有激光定位器。
本实用新型以A/D转换为核心，利用A/D转换内部采样及调零的周期，同步控制传感器的采样快门工作，根据静电感应原理对静电场实时采样测量，直接反映带电体表面静电电压，静电传感器与A/D转换器有机的结合在一起，整个信号的处理过程实质上就是一个A/D转换器直接对静电场进行采样测量的过程。比现代静电测量中广泛应用的最先进方式——从直流到交流再从交流到直流的调制解调方法更加简单。大大的简化了测量电路的设计，简化调试，降低设计生产难度，增强了仪器的可靠性，采样快门的采用，不仅从一个新角度获取稳定的感应信号，而且加工制作难度大大降低。定距孔的两个激光点重合在一起即为感应面和被测电场表面平行，定距孔的设计使得检测距离的测量更方便、准确。
图1为本实用新型非接触便携式外部结构示意图。
图2为图1壳体内结构示意图。
图3为本实用新型传感器结构示意图。
图4为本实用新型电路框图。
图5为本实用新型电路图。
具体实施方式
如图1、2所示，非接触便携式超低零漂数字电压表，壳体2前部为感应面，感应面上中间大的开孔是传感器6感应外界信号用的采样孔5，两侧的小孔是用于定距的定距孔4，壳体内定距孔片装有激光定位器7。电压表正面有三个彩色按钮开关1和测试数据的液晶显示屏3，开关分别为电源开关、量程转换开关和读数保持开关。壳体内结构如图2、3所示，传感器6感应电极13感应面外装有采样快门12，采样快门12位于采样孔5与感应电极13之间，采样快门与地连接，驱动机构10连采样快门控制采样快门与A/D转换器9同步工作。
传感器6的结构如图3所示，感应电极13由绝缘支撑架14支撑，绝缘支架应选用阻抗高、不易极化的材料制成，绝缘支撑架外有屏蔽套15，感应电极与屏蔽套制成圆形，感应电极感应面外装有采样快门12，采样快门与屏蔽套构成闭合空间，采样快门连驱动机构10并由其控制，采样快门通过软金属丝11与地连接。具体电路图5所示，电源8可以使用两块3.6V锂电池供电。
采样快门的开启与关闭周期运行，其工作频率直接由仪表内部的A/D转换器提供。当采样快门闭合时，感应电极被完全地屏蔽在接地的空间中，同时感应电极又与地电位可靠接触；当采样快门在驱动机构的控制下打开时，如图4所示，感应电极可通过前方空间，感应外界电场，取得感应信号由感应电极的末端馈送至仪表的输入回路，信号经直流放大、校正后送至A/D转换器显示测量数字。
本实用新型电压表先后曾应用于中石油辽阳石化分公司聚酯厂、大连石化分公司有机合成厂，取得了良好的测试结果。在标定实验室对标准极板表面电位的测量过程中，其准确度级别接近于目前国际上最先进的仪表。该仪表操作方便、灵活，具有精确的测距功能，是现场测量的有利的便携式工具。
权利要求1.超低零漂数字电压表，涉及A/D转换器和传感器，其特征是壳体(2)感应面开有采样孔(5)，传感器(6)感应电极感应面外装有采样快门(12)，采样快门位于感应电极(13)和采样孔(5)之间，采样快门与地连接，驱动机构(10)连采样快门控制采样快门与A/D转换器(9)同步工作。
2.根据权利要求1所述的超低零漂数字电压表，其特征是传感器感应电极(13)由绝缘支撑架(14)支撑，绝缘支撑架外有屏蔽套(15)，采样快门(12)与屏蔽套构成闭合空间，采样快门连驱动机构并由其控制，采样快门通过金属丝(11)与地连接。
3.根据权利要求1或2所述的超低零漂数字电压表，其特征是壳体感应面上采样孔两侧等距设有定距孔(4)，壳体内相应位置装有激光定位器(7)。
专利摘要超低零漂数字电压表涉及仪器仪表，解决信号偏移问题，本实用新型壳体感应面开有采样孔，传感器感应电极感应面外装有采样快门，采样快门位于感应电极和采样孔之间，采样快门与地连接，驱动机构连采样快门控制采样快门与A/D转换器同步工作。本实用新型根据静电感应原理对静电场实时采样测量，直接反映带电体表面静电电压，静电传感器与A/D转换器有机的结合在一起，大大的简化了测量电路的设计，简化调试，降低设计生产难度，增强了仪器的可靠性，不仅从一个新角度获取稳定的感应信号，而且加工制作难度大大降低，检测距离的测量更方便、准确。
文档编号G01R19/252GK2736780SQ20042010831
公开日2005年10月26日 申请日期2004年10月10日 优先权日2004年10月10日
发明者刘宜新, 何明俊, 吴秀敏, 于海波 申请人:中国石油天然气股份有限公司安全技术研究所