[发明专利]一种智能非接触式电压传感器及其校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器，特别是涉及一种智能非接触式电压传感器及其校准方法。

背景技术

现有的利用电场感应原理制成的非接触式电压传感器，其电场感应板采用板式结构，只能感应导线产生电场的一部分，且为了感应被测导线的电压产生的电场，屏蔽罩还要留有开口，不能完全屏蔽其他非被测电场的干扰，而且没有放大和隔离电路，没有校准电路，只能应用于对高压交流电压的检测，无法准确检测中低压和直流电压，无法克服由于感应板与被测对象之间寄生电容随感应板与被测对象距离、充填介质的变化引起的实测值与理论值之间比例关系的变化造成的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能非接触式电压传感器，用以解决上述现有技术的缺陷。

为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种智能非接触式电压传感器，它包括壳体、放大校准单元和感测单元，所述壳体内安装有放大校准单元，壳体两相对侧壁分别设有同轴通孔，所述感测单元两端装置在两相对侧壁的同轴通孔上，感测单元与放大校准单元连接；

所述放大校准单元包括电荷放大器、电容、电子开关和校准模块，所述电荷放大器的负输入端与输出端之间分别连接有电容和电子开关，所述校准模块分别与电荷放大器输出端和电子开关连接；

所述感测单元包括感应管、绝缘管和屏蔽管，所述感应管穿装在绝缘管内，所述绝缘管穿装在屏蔽管内，所述感应管与电荷放大器负输入端连接，所述屏蔽管与电荷放大器的正输入端连接。

进一步的，所述校准模块包括信号调整电路、A/D转换器、计算控制电路、通信适配器和D/A转换器，所述信号调整电路与A/D转换器连接，所述A/D转换器与计算控制器连接，所述计算控制器分别连接通信适配器和D/A转换器。

进一步的，所述通信适配器为有线通信或无线通信。

进一步的，所述壳体上分别设有参考电压正极接线柱、参考电压负极接线柱、接地接线柱和模拟输出接线柱，所述参考电压正极接线柱与电荷放大器的+Vs端连接，所述参考电压负极接线柱与电荷放大器的-Vs端连接，所述接地接线柱与电荷放大器的+IN输入端连接，所述模拟输出接线柱与电荷放大器的Vout输出端连接。

进一步的，所述壳体上设有数据通信接口，所述数据通信接口与通信适配器连接。

用于权利要求1-6的智能非接触式电压传感器的校准方法，其具体包括如下步骤：

步骤一、进行电压检测之前断开电源（给被测点加零电压），放大校准单元控制电子开关闭合，使电容放电并记录此时电荷放大器的输出电压Vo；

步骤二、给被测点加上已知电压Vr，然后记录此时电荷放大器的输出电压Vro;

步骤三、求出校正系数K=(Vro-Vo)/Vr或其倒数L=Vr/(Vro-Vo)；

步骤四、用校正系数K或L 对传感器检测结果进行校正和标定：被测电压Vt=(放大器实际输出值Vc-Vo)/K或被测电压Vt=(放大器实际输出值Vc-Vo)*L。

采用上述技术方案，本发明的技术效果有：本发明的智能非接触式电压传感器，通过采用封闭管式感应管和屏蔽管能够充分屏蔽外电场对感应管的干扰，通过本地数字化避免了信号传输途中产生的衰减和干扰，通过自校准功能避免了由于被测对象、安装环境不同等因素造成的影响，使得传感器的实测值更准确的反映被测对象的真实值，因而使传感器能够应用在电磁环境更恶劣，电压更微弱的场合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明壳体的结构示意图；

图3是本发明校准模块的结构示意图；

图4是本发电荷放大器的结构示意图；

其中：1、壳体，2、放大校准单元，3、感测单元，11、通孔，12、参考电压正极接线柱，13、参考电压负极接线柱，14、接地接线柱，15、模拟输出接线柱，16、数据通信接口，21、电荷放大器，22、电容，23、电子开关，24、校准模块，31、感应管，32、绝缘管，33、屏蔽管，241、信号调整电路，242、A/D转换器，243、计算控制器，244、通信适配器、245、D/A转换器。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。