专利名称：雷击瞬态冲击电流数据转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型是专为雷击瞬态冲击电流传感器(已获专利)的输出数据信号而设计 的一种数据转换器，特别是为针对雷击瞬间所产生的数万安培至十万安培的超高冲击电流 的检测，提供了一种简易安全的数据转换装置。
背景技术：
近年来，由于雷击灾害频发，造成电力、林业、民航、水利、交通、石化、风电等行业 部门的巨大损失，迫切需要各地区各季节雷击发生的数据资料，特别需要直接测量雷击电 流，取得雷电波形和实时准确定位雷击地点，以便迅速抗击雷击灾害，排除雷害故障，取得 开展雷击防护设计规范的科学依据。而目前国际国内对雷电的检测，通常采用在数十平方 公里范围内建立三个以上基站，配备声光电磁检测仪器，对雷声、闪电光波、雷击电磁场进 行检测，然后根据接收到的声光电磁参数的方位和时延，计算出雷击大体地理位置(误差 约数公里)，不能直接测量雷击电流，不能取得雷电波形，也不能实时准确定位雷击地点。 (详见中国气象局2006年发布的“闪电监测定位系统技术条件规范”征求意见稿)。因此 其取得的雷击数据难以充分满足各行业的迫切需要。

实用新型内容本实用新型是根据雷击电流频率、振幅等特性，采用高频信号AD采样的工作原 理，将雷击瞬态冲击电流传感器(已获专利)的输出信号进行AD转换的一种数据转换器， 主要特点是针对性强，结构简单，性能可靠，安装方便，稳定度、数据精度均能满足实际使用 要求。本实用新型所采取的技术方案是本实用新型由第一电阻1、第二电阻2、第三电阻3、第四电阻4、第五电阻5、限流电 阻6，第一电容7、第二电容8、第三电容9、第四电容10、第五电容11、第六电容12、滤波电 容13，可调电阻14，运算放大器15，AD转换器16组成。转换器采用差模输入方式，输入端 分别用第一电阻1、第二电阻2和第一电容7、第二电容8与地连接，再在差模输入的两线 之间用第三电容9连接，然后经过由信号线分别串联第三电阻3、第四电阻4和第四电容10 组成的衰减电路连接到放大器15，第五电容11为放大器15电源输入的滤波，第五电阻5为 放大器15的回馈电阻，可调电阻14和第六电容12并联组成运算放大器15的增益电路，放 大器15的输出线路串限流电阻6，并用滤波电容13将输出线路与地之间进行滤波，最后与 AD转换器16连接。AD转换器16的采样频率为500ksps到8Msps。第一电阻1、第二电阻2的值范围为36k Ω到51k Ω，第一电容7、第二电容8的值范围为IOyF到47yF，第三电容9的值范围0. 30 μ F到0. 47 μ F，滤波电容13的值范围为1 μ F到4. 7 μ F。[0011]在实际使用中，本实用新型利用高频信号AD采样的工作原理，对雷击瞬态冲击电 流传感器传送回来的电压模拟信号进行AD转换后便于后继数据处理。本实用新型的特点是由于本实用新型是专为雷击瞬态冲击电流传感器(已获专利)的输出数据信号而 设计的一种数据转换器，具有很强的针对性，因此结构简单，有很高的可靠性，稳定度、数据 精度均能满足实际使用要求，安装方便，特别适宜野外恶劣环境广泛使用。便于取得电力、 林业、民航、水利、交通、石化、风电等行业急需的大量的雷电数据气象资料。

图1是本实用新型的电气原理图。
具体实施方式
转换器采用差模输入方式，输入端分别用第一电阻1、第二电阻2和第一电容7、第 二电容8与地连接，再在差模输入的两线之间用第三电容9连接，然后经过由信号线分别串 联第三电阻3、第四电阻4和第四电容10组成的衰减电路连接到放大器15，第五电容11为 放大器15电源输入的滤波，第五电阻5为放大器15的回馈电阻，可调电阻14和第六电容 12并联组成运算放大器15的增益电路，放大器15的输出线路串限流电阻6，并用滤波电 容13将输出线路与地之间进行滤波，最后与AD转换器16连接。当有出现雷电瞬态冲击电流时，雷击瞬态冲击电流传感器的采集到的模拟信号从 转换器的输入端+和-进入到转换器中。信号通过第一电阻1、第二电阻2和第一电容7、 第二电容8组成的匹配和信号频率选择电路与转换器的地进行匹配和信号频率选择，再经 过第三电容9滤波，然后经过一个由第三电阻3、第四电阻4和第四电容10组成的衰减电 路将信号衰减后输入到由运算放大器15，第五电阻5、可调电阻14和第五电容11、第六电 容12组成的运算放大增益调节电路进行信号放大，使其特性满足符合了 AD转换器16的输 入信号特性的要求，其中由第五电阻5组成回馈电路，可调电阻14和第六电容12组成可调 增益电路，第六电容12组成电源滤波电路。最后运算放大电路的输出信号经过由限流电阻 6、滤波电容13和AD转换器16组成的数据转换电路实现雷击瞬态冲击电流数据信号转换 功能。实际测量时，确定AD转换器16的采样频率为500ksps到8Msps。根据AD转换器16的采样频率频率为500ksps到8Msps，确定第一电阻1、第二电 阻2的值范围为36kΩ到51kΩ，第一电容7、第二电容8的值范围为1(^ 到4711 ，第三 电容9的值范围0. 30 μ F到0. 47 μ F，滤波电容13的值范围为1 μ F到4. 7 μ F。
权利要求一种雷击瞬态冲击电流数据转换器，其特征是由第一电阻(1)、第二电阻(2)、第三电阻(3)、第四电阻(4)、第五电阻(5)、限流电阻(6)，第一电容(7)、第二电容(8)、第三电容(9)、第四电容(10)、第五电容(11)、第六电容(12)、滤波电容(13)，可调电阻(14)，运算放大器(15)，AD转换器(16)组成，转换器采用差模输入方式，输入端分别用第一电阻(1)、第二电阻(2)和第一电容(7)、第二电容(8)与地连接，再在差模输入的两线之间用第三电容(9)连接，然后经过由信号线分别串联第三电阻(3)、第四电阻(4)和第四电容(10)组成的衰减电路连接到放大器(15)，第五电容(11)为放大器(15)电源输入的滤波，第五电阻(5)为放大器(15)的回馈电阻，可调电阻(14)和第六电容(12)并联组成运算放大器(15)的增益电路，放大器(15)的输出线路串限流电阻(6)，并用滤波电容(13)将输出线路与地之间进行滤波，最后与AD转换器(16)连接。
2.根据权利要求1所述的雷击瞬态冲击电流数据转换器，其特征是AD转换器(16)的 采样频率为500ksps到8Msps。
3.根据权利要求1所述的雷击瞬态冲击电流数据转换器，其特征是第一电阻(1)、第 二电阻⑵的值范围为36kQ到51kQ，
4.根据权利要求1所述的雷击瞬态冲击电流数据转换器，其特征是第一电容(7)、第 二电容⑶的值范围为10 μ F到47 μ F，
5.根据权利要求1所述的雷击瞬态冲击电流数据转换器，其特征是第三电容(9)的 值范围 0. 30 μ F 至Ij 0.47 μ F，
6.根据权利要求1所述的雷击瞬态冲击电流数据转换器，其特征是滤波电容(13)的 值范围为IyF到4.7 yF。
专利摘要本实用新型是专为雷击瞬态冲击电流传感器的输出数据信号而设计的一种数据转换器。用于雷击瞬态冲击大电流的直接测量，采用差模输入方式，输入端分别用电阻和电容与地连接，再在差模输入的两线之间用电容连接，然后经过由信号线分别串联电阻和电容组成的衰减电路连接到放大器，电容为放大器电源输入的滤波，电阻为放大器的回馈电阻，可调电阻和电容并联组成运算放大器的增益电路，放大器的输出线路串限流电阻，并用电容器将输出线路与地之间进行滤波，最后与AD转换器连接。本实用新型具有很强的针对性，由于其结构简单，有很高的可靠性，稳定度、数据精度均能满足实际使用要求，安装方便，特别适宜野外恶劣环境广泛使用。
文档编号G01R19/25GK201732119SQ201020112078
公开日2011年2月2日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者余骞, 刘孟妍, 黄文章 申请人:广西地凯科技有限公司