低功耗一体式大气电场传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器，尤其是一种低功耗一体式大气电场传感器，属于电场传感测量的技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，现有的电场传感器输出为交流电压信号，由于每个电场传感器灵敏度不同，因此，每台传感器的输出测量电压范围不同，一致性、重复性和可维护性较差，不利于产品化生产以及维护。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低功耗一体式大气电场传感器，其结构紧凑，提高了输出的一致性以及可维护性，降低了功耗，安全可靠。
[0004]按照本实用新型提供的技术方案，所述低功耗一体式大气电场传感器，包括外壳体，在所述外壳体内的上部设有电机，在所述电机输出轴的下方设有用于感应电荷的电场感应器，电场感应器包括感应动片以及位于所述感应动片正上方的感应定片，感应动片能跟随电机的输出轴同步转动，感应定片与用于将感应电荷转换为交流电压信号的前置信号处理电路板电连接，所述前置信号处理电路板上还设置与电机输出轴上的机/光转换器相配合的光电转换器，所述光电转换器、前置信号处理电路板均与外壳体内上部用于输出标准直流电压信号的信号处理电路板电连接，所述信号处理电路板套在电机上且与外壳体内顶端的接插件电连接。
[0005]所述外壳体包括导电过渡板，在所述导电过渡板上设置固定连接的上壳体，在导电过渡板的下方设置固定连接的下壳体，电机通过电机绝缘安装板固定安装在导电过渡板上。
[0006]所述信号处理电路板位于导电过渡板以及电机绝缘安装板的正上方，导电过渡板上设置用于支撑信号处理电路板且对称分布的垫柱。
[0007]所述电机的输出轴上设有固定连接的绝缘轴套，机/光转换器套在绝缘轴套上并与所述绝缘轴套紧固连接，在绝缘轴套的下端部设有导电轴套，感应动片固定在导电轴套的下端部，导电轴套的上端部穿过感应定片后与绝缘轴套紧固连接。
[0008]所述机/光转换器与导电轴套间设有轴承盖，所述轴承盖利用导电轴套安装在绝缘轴套上，轴承盖与所述轴承盖下方的导电固定板固定连接，在导电固定板的端部设有绝缘套，感应定片的两端伸入绝缘套内，并与绝缘套内的导电连接柱电连接。
[0009]所述前置信号处理电路板通过电路板固定件固定安装在导电固定板上，且前置信号处理电路板在导电固定板上方呈竖直分布。
[0010]所述信号处理电路板包括与嵌置信号处理电路板的输出端连接的带通滤波器以及与光电转换器输出端连接的积分器，所述带通滤波器通过移相器与同步检波器电连接，积分器通过方波调节器与同步检波器电连接，同步检波器通过低通滤波器与线性放大输出电路连接，且信号处理电路板通过线性放大输出电路与接插件电连接。
[0011]所述导电固定板一端绝缘套内的导电连接柱通过定片连接线与前置信号处理电路板电连接。
[0012]本实用新型的优点:电场感应器的感应动片能跟随电机的输出轴同步转动，前置信号处理电路板能将电场感应器感应的电荷转换为交变的电压信号，通过机/光转换器以及光电转换器来获取电机转动的相位信号，信号处理电路板能将交变的电压信号以及相位信号处理后得到标准直流电压信号，提高了输出的一致性以及可维护性，降低了功耗，结构紧凑，体积小，安全可靠。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型光电转换器、前置信号处理电路板与信号处理电路板之间的配合电路框图。
[0015]附图标记说明:1_感应动片、2_感应定片、3_导电轴套、4_导电轴承、5_轴承盖、
6-绝缘轴套、7-导电固定板、8-绝缘套、9-导电连接柱、10-定片连接线、11-电机、12-机/光转换器、13-前置信号处理电路板、14-电路板固定件、15-信号处理电路板、16-垫柱、17-电机绝缘安装板、18-导电过渡板、19-支撑柱、20-上壳体、21-接插件、22-下壳体、23-光电转换器、24-电场感应器、25-1/V放大器、26-带通滤波器、27-移相器、28-同步检波器、29-电源模块、30-积分器、31-方波调节器、32-低通滤波器以及33-线性放大输出电路。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017]如图1所示:为了能提高电场传感器输出的一致性以及可维护性，降低了功耗，本实用新型包括外壳体，在所述外壳体内的上部设有电机11，在所述电机11输出轴的下方设有用于感应电荷的电场感应器24，电场感应器24包括感应动片I以及位于所述感应动片I正上方的感应定片2，感应动片I能跟随电机11的输出轴同步转动，感应定片2与用于将感应电荷转换为交流电压信号的前置信号处理电路板13电连接，所述前置信号处理电路板13上还设置与电机11输出轴上的机/光转换器12相配合的光电转换器23，所述光电转换器23、前置信号处理电路板13均与外壳体内上部用于输出标准直流电压信号的信号处理电路板15电连接，所述信号处理电路板15套在电机11上且与外壳体内顶端的接插件21电连接。
[0018]具体地，感应动片I位于外壳体的底端，感应动片I能与外部的大气相接触，即外壳体的底端呈开放式状态，感应动片I跟随电机11的输出轴转动，从而不断切割大气的电场，通过感应动片I与感应定片2间的配合来感应大气的电场。感应定片2与所述感应定片2上方的前置信号处理电路板13电连接，通过前置信号处理电路板13能将电场感应器24感应的电荷转换成交流电压信号。机/光转换器12也跟随电机11的输出轴转动，光电转换器23固定在前置信号处理电路板13上，通过光电转换器23与机/光转换器12来获取电机11转动过程中产生的相位信号，信号处理电路板15能将接收的交流电压信号以及相位信号进行处理，从而得到所需的标准直流电压信号。信号处理电路板15通过接插件21将标准直流电压信号输出，此外，通过接插件21能提供电机11、机/光转换器12、光电转换器23、前置信号处理电路板13以及信号处理电路板15所需的工作电压。
[0019]所述外壳体包括导电过渡板18，在所述导电过渡板18上设置固定连接的上壳体20，在导电过渡板18的下方设置固定连接的下壳体22，电机11通过电机绝缘安装板17固定安装在导电过渡板18上。
[0020]所述信号处理电路板15位于导电过渡板18以及电机绝缘安装板17的正上方，导电过渡板18上设置用于支撑信号处理电路板15且对称分布的垫柱16。
[0021]本实用新型实施例中，由上壳体20以及下壳体21间组成外壳体，上壳体20位于导电过渡板18的外圈并与所述导电过渡板18固定连接，下壳体22的宽度小于导电过渡板18的宽度，导电过渡板18与上壳体20间配合形成外壳体的上部空腔，由导电过渡板18以及下壳体22形成外壳体的下部空腔，上壳体20、下壳体22以及导电过渡板18均电连接，在使用时，整个外壳体需要接地。
[0022]信号处理电路板15位于上壳体20内，信号处理电路板15与导电过渡板18以及电机绝缘安装板17呈平行分布，信号处理电路板15通过垫柱16与导电过渡板18绝缘隔离，信号处理电路板15套在电机11上，电机11的输出轴位于导电过渡板18的下方，即位于下壳体22内，电机11支撑在电机绝缘安装板17上。
[0023]所述电机11的输出轴上设有固定连接的绝缘轴套6，机/光转换器12套在绝缘轴套6上并与所述绝缘轴套6紧固连接，在绝缘轴套6的下端部设有导电轴套3，感应动片I固定在导电轴套3的下端部，导电轴套3的上端部穿过感应定片2后与绝缘轴套6紧固连接。
[0024]本实用新型实施例中，绝缘轴套6与电机11的输出轴固定连接，机/光转换器12套在绝缘轴套6上切紧固连接，从而机/光转换器12能跟随电机11的输出轴连接。导电轴套3位于绝缘轴套6的下端部，电机11的输出轴伸入绝缘轴套6的上端部内，感应动片I固定安装在导电轴套3的下端部并与所述导电轴套3固定连接，导电轴套3与绝缘轴套6紧固连接后，从而感应动片I也能跟随电机11的输出轴转动。
[0025]所述机/光转换器12与导电轴套3间设有轴承盖5，所述轴承盖5利用导电轴套4安装