一種空間磁場檢測器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種數字信號鎖定型空間磁場檢測器，包括空心線圈(12)、空間磁場信號預制單元(11)、數字鎖定信號處理單元(10)和預制信號發生器(9)，空心線圈(12)的輸出端連接到所述空間磁場信號預制單元(11)的輸入端，空間磁場信號預制單元(11)的輸出端和預制信號發生器(9)的輸出端均與所述數字鎖定信號處理單元(10)的輸入端相連，所述數字鎖定信號處理單元(10)的控制信號輸出端分別連接到空間磁場信號預制單元(11)和預制信號發生器(9)的反饋信號輸入端。本實用新型專利技術技術成熟、可靠性高。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及空間磁場檢測，特別是涉及ー種以數字信號鎖定為特征的空間磁場檢測器。
技術介紹
在配電網發生単相接地故障吋，為了實現線路故障點的準確定位，人們通過檢測故障線路中電流所形成的空間磁場，獲得故障線路的特征信息，從而判斷出線路的故障位置。在這個故障定位技術中，準確獲得電流所形成的空間磁場信息，是故障定位的核心技術之一。現有的空間磁場檢測技術是，通過空心線圈感應出空間磁場信號，將信號輸入到一個濾波器中，然后通過模擬電路進行信號幅度的檢測，然后顯示到數碼管或者液晶顯示器上。然而，這種技術存在以下不足(I)所使用的濾波器只能對以某個中心頻點為中心的一個頻帶的信號進行濾波或者提取，這個頻帶一般比較寬，難以做到對某個頻點信號的測量， 這樣難以提高故障定位精度；(2)所使用信號幅度模擬電路只能進行信號幅度檢測，不能提供信號檢測中所需要的相位和頻率等信息；(3)所使用的檢測電路是模擬電路，不能進行信號FFT計算，不便于信號的進ー步分析；(4)所使用的檢測電路只能實現信號幅值的顯示，不能輸出到其它設備進行記錄和分析。
技術實現思路
本技術的目的是克服現有技術上的不足，提供ー種以數字信號鎖定為特征的空間磁場檢測器，實現對空間磁場的多頻帶和多頻點的信號測量，測量信息實時顯示，并以模擬量的形式將測量的空間磁場信息輸出到其它設備中。本技術具體采用以下技術方案。ー種空間磁場檢測器，包括空心線圈12、空間磁場信號預制單元11、數字鎖定信號處理單元10和預制信號發生器9，其特征為空心線圈12的輸出端連接到所述空間磁場信號預制單元11的輸入端，空間磁場信號預制單元11的輸出端和預制信號發生器9的輸出端均與所述數字鎖定信號處理單元 10的輸入端相連，所述數字鎖定信號處理單元10的控制信號輸出端分別連接到空間磁場信號預制單元11和預制信號發生器9的反饋信號輸入端。所述數字鎖定信號處理單元10包括中央處理器6、液晶顯示器8、模擬/數字轉換器4、數字/模擬轉換器7，所述中央處理器6分別與液晶顯示器8、模擬/數字轉換器4、數字/模擬轉換器7相連。空間磁場信號預制單元11由初級放大器I、頻帶定制濾波器2、后級放大器3順次連接組成。空間磁場信號預制單元由初級放大器、頻帶定制濾波器、后級放大器組成；所述初級放大器由電阻R11、R12、R13和電位器R14以及運算放大器Ul構成，電阻R12跨接在空心線圈輸出端和運算放大器Ul的第2腳之間，電阻R13跨接在運算放大器Ul的第3腳和信號地之間，電阻Rll跨接在運算放大器Ul的第2腳和第6腳之間，電位器R14跨接在運算放大器Ul的第I腳和第5腳之間，電位器R14的調節端接到運算放大器Ul的第4腳； 所述頻帶定制濾波器由濾波器U3、電壓跟隨器U4、U6和數字電位器U5構成，濾波器U3的第2腳連接運算放大器Ul的第6腳，電阻R31跨接在濾波器U3的第2腳和信號地之間，電阻R32跨接在濾波器U3的第12腳和第8腳之間，電容C31跨接在濾波器U3的第7 腳和第8腳之間，電容C32跨接在濾波器U3的第I腳和第14腳之間，數字電位器U5的第 6腳連接到濾波器U3的第14腳，數字電位器U5的第7腳連接到濾波器U3的第3腳，電壓跟隨器U4跨接在數字電位器U5的第I腳和第7腳之間，電壓跟隨器U6跨接在數字電位器 U5的第19腳和第11腳之間，數字電位器U5的第9腳和第14腳與數字鎖定信號處理單元相連接；所述后級放大器由電阻R21、R22、R23和運算放大器U2構成，電阻R22跨接在濾波器U3的第I腳和運算放大器Ul的第2腳之間，電阻R23跨接在運算放大器Ul的第3腳和信號地之間，電阻R21跨接在運算放大器Ul的第2腳和第6腳之間，運算放大器Ul的第6 腳與數字鎖定信號處理單元相連接。預制信號發生器由AD9833、AD584、0P07和有源晶振OSC CXO和電阻R41、R42、 R43、R44構成，有源晶振OSC CXO連接到AD9833的第5腳，AD9833通過由800歐姆電阻與0.01uF、20pF、IuF電容所構成的濾波網絡與電阻R43連接，AD584的第1、2腳與電阻R42連接，電阻R42、R43與0P07的同相端連接，電阻R41與0P07的反相端連接，電阻R44跨接在 0P07的反相端和輸出端之間，0P07的輸出端與數字鎖定信號處理單元相連接。數字信號鎖定型空間磁場檢測器采用手持式結構，利用電池供電。與現有技術相比較，本技術的優點如下(I)通過空間磁場信號預制單元和預制信號發生器與中央處理器構成數字信號鎖定，可以實現對空間磁場的任意頻點和任意頻段的信號檢測。(2)通過中央處理器和空間磁場信號預制單元，可以對所采集到的信號進行數值計算，實現對信號的幅值、相位、頻率以及FFT計算。(3)通過中央處理器和數字模擬轉換器，可以實現輸出與空間磁場信號成比例的模擬電壓信號，方便連接到其它設備上進行分析和存儲。附圖說明圖I是本技術的結構示意圖；圖2是空間磁場信號預制單元的原理圖；圖3是預制信號發生器的原理圖；圖4是數字鎖定信號處理單元的原理圖；圖中標號I-初級放大器，2-頻帶定制濾波器，3-后級放大器，4-A/D模擬/數字轉換器， 5-鍵盤，6-CPU中央處理器，7-D/A數字模擬轉換器，8-液晶顯示器，9-預制信號發生器， 10-數字鎖定信號處理單元，11-空間磁場信號預制單元，12-空心線圈。具體實施方式本技術提供了ー種以數字信號鎖定型空間磁場檢測器，以下結合附圖，通過具體實施對本技術的技術方案作進ー步詳細說明。空心線圈12的信號輸入到空間磁場信號預制單元11中，空間磁場信號預制單元 11的輸出信號和預制信號發生器9的輸出信號輸入到數字鎖定信號處理單元10中，數字鎖定信號處理單元10根據空間磁場信號的特征輸出控制信號到空間磁場信號預制單元11和預制信號發生器9中，實時調整空間磁場信號預制單元11和預制信號發生器9，構成信號閉環反饋結構，數字鎖定信號處理單元10接收并對空間磁場信號和預制信號進行計算，在液晶顯示器8上顯示，同時驅動數字/模擬轉換器7，輸出與空間磁場信號成比例的模擬電壓信號。空間磁場信號預制單元的原理圖如圖2所示，空間磁場信號預制單元11由初級放大器I、頻帶定制濾波器2、后級放大器3組成，初級放大器I由電阻R11、R12、R13和電位器 R14以及運算放大器0P07U1構成，電阻R12跨接在空心線圈12輸出端和運算放大器0P07U1 的第2腳之間，電阻R13跨接在運算放大器0P07U1的第3腳和信號地之間，電阻Rll跨接在運算放大器0P07U1的第2腳和第6腳之間，電位器R14跨接在運算放大器0P07U1的第 I腳和第5腳之間，電位器R14的調節端接到運算放大器0P07U1的第4腳。頻帶定制濾波器2由濾波器UAF42U3、電壓跟隨器0P07U4、0P07U6和數字電位器X9241U5構成，濾波器 UAF42U3的第2腳連接運算放大器Ul的第6腳，電阻R31跨接在濾波器UAF42U3的第2腳和信號地之間，電阻R32跨接在濾波器UAF42U3的第12腳和第8腳之間，電容C31跨接在濾波器UAF42U3的第7腳和第8腳之間，電容C32跨接在濾波器UAF42U3的第I腳和第1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李巖松，齊鄭，李硯，賀鴻鵬，王妍艷，王曄，
申請(專利權)人：華北電力大學，北京丹華昊博電力科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：