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微型化大气电场检测仪的研制
资料介绍
大气电场检测应用于气象观测、航空航天、军事以及城市与森林消防等场合。相较于传统的场磨式电场仪体积大、成本高、操作复杂等问题，本论文通过对大气电场检测仪的研究，旨在提供一种成本低、功耗小、微型化的大气电场检测仪。
本文首先介绍了大气电场检测的原理，接着提出了系统的总体设计方案，设计的大气电场检测系统由电机驱动电路、发射单元电路、数据采集与处理电路、主控制电路、蓝牙无线收发模块以及软件系统组成，能够实现对晴天和雷雨天的大气电场强度的检测。
其中发射单元电路选择电容器作为传感器感知单元，两相四线步进电机作为传感器感知单元转动的载体，通过电容器的转动不断地切割大气电场，从而在其表面产生大量的电荷，数据采集与处理电路包含电流电压转换电路、滤波放大电路两部分，把微弱的电流信号转变为电压信号。主控电路主要由STC12LE2052AD单片机及其外围电路组成，通过主控电路完成了数据采集，蓝牙无线收发模块实现了检测数据的无线传输，系统软件主要包括步进电机驱动程序、数据采集程序、无线收发程序以及上位机接收系统。上位机软件采用C＃语言设计，实现了数据压缩、数据还原、数据备份，用户可以对电场检测系统的数据进行实时查询，最后通过仿真验证和户外探测，对得到的数据进行分析。实验表明，在晴天时，大气电场强度基本不变，当雷暴雨来临之前，大气电场发生突变，基本上达到了预定的效果。
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