器对测量系统的影响，我们用万用表测量各个信号的有效值如下表表各电压信号有效值输电线电压二次侧电压上小电容分压器二次侧电压小电容分压器变比二次侧电压上小电容分压器二次侧电压小电容分压器变比以输电线电压为横坐标，以和接小电容分压器后的电压为纵坐标，得到图。由表可以得出，我们所接的小电容分压器的变比随着输电线电压的增大，基本上保持不变。由图可以看出输电线电压与和接小电容分压器后电压呈现线性关系。因此我们可以说，小电容分压器的接入对的影响不大。输电线电压上小电容分压器二次侧电压输电线电压上小电容分压器二次侧电压图输电线电压与信号电压关系支撑材料对传感器的影响图采集卡得到的电压波形按幅值从大到小依次是信号信号感应线信号实验时感应线高，输电线高，输电线与感应线的长度均为，截面积均为，感应线末端电容为。表支撑材料对传感器特性影响电压等级木架子时感应线电压木架子时感应线电压为仿真电压倍数木架子时感应线电压相位误差度环氧管时感应线电压环氧管时时感应线电压为仿真电压倍数环氧管时感应线电压相位误差度由上表可知，当支撑材料为木架子时，感应线电压为仿真电压的倍，相位误差为滞后度当支撑材料为环氧管时，感应线电压为仿真电压的倍，相位误差为滞后度。由此可见，支撑材料对传感器的性能有影响，支撑材料为环氧管时，幅值误差和相位误差都有很大程度的减小。湿度对传感器的影响表感应线浸湿后各电压值序号电压待级折算后电压误差折算后电压误差感应线折算后电压感应线电压与理论值倍数实验时采用木架子，感应线被水浸湿，感应线高，输电线高，输电线与感应线的长度均为，截面积均为，感应线末端电容为。表感应线浸湿后各电压相位值序号母线电压电压相位度误差度电压相位度感应电压相位度误差度定的减小。感应线的末端电容对传感器的性能影响不大。第六章结论及展望结论本文从仿真计算以及实验三个方面对基于平行多导线耦合原理的非接触式传感器的特性进行了研究。在仿真计算方面，我们仿真了单相直流，单相交流以及三相交流情三种情况下，非接触式传感器的特性，比较仿真与计算的结果，我们发现仿真的结果与我们编程计算的结果完全吻合，因此我们得出仿真中建立的模型是正确的，并且此原理的非接触式传感器能够用于过电压在线监测。通过仿真我们对此种非接触式传感器的特性也有了进步的认识。在实验方面，我们搭建了此种传感器的电压监测平台，以工频稳态电压为对象进行了实验，采集到了电压信号，并计算了实际测量的感应线电压与理论值的误差。对于误差的来源我们也进行了分析，并确提出了改进的方案。通过系列的实验，我们对传感器的性能有了更好的认识，也通过改进实验方案，提高了传感器的精度。因此我们得出结论采用此种非接触式电压传感器对电网电压进行测量是可行的，并且具有定的精确度。展望本文提出了新的非接触式传感器的原理，对其建立模型并进行仿真计算。搭建了实验平台，通过实验对此种原理的传感器的可行性进行了研究，并对传感器的特性有了定程度的了解。目前亟待努力的方向包括仿真模型没有完全按照实际电网的同。另外在，相上也分别感应出峰值为，。第五章过电压在线监测实验实验装置输电线感应线空开自耦调压器升压变断路器信号信号信号图实验电路图实验电路图如上所示，实验电源我们采用的是，的交流电，经过自耦变压器调压之后经升压器升压。在工频实验中，我们高压输电线上的电压为到，为了做切空线等过电压实验，我们在电路中增加了三相真空接触器。非接触式电压传感器为于输电线路之下，用环氧棒或者木架子做支撑。高压输电线和传感器感应线的长度均为两米，采用塑料管和有机玻璃棒做支撑，以便让输电线和感应线更加直，更加平行。感应线的末端接的电容，在电容的两端接同轴电缆获取感应线上的电压信号，并使电压信号的干扰减小。此外，为了对非接触式传感器的性能有更深入的了解，我们在高压输电线路的首端接入和来分别获取信号，以便与感应线上得到的结果进行对比，了解非接触式电压传感器的特点。我们接入的变比为，的变比为，并且两者的精度都比较好，能够为感应线数据的对比提供依据。输电线和感应线均采用截面积为的带绝缘皮的铜导线。实验装置的具体布置如图所示，为了模拟地面，我们将大块长方形的铝板放置在输电线路的下面，并将其与地线相连。实验信号处理平台本装置采用拓普公司的并行数据采集卡，通道同步并行高速数据采集卡可扩展为通道，高精度，每通道最高采样率可同时达到，同时配有高达字节通道的大容量板载缓存，可实现多通道高速或超高速动态信号的实时记录。此数据采集卡使用简单方便，只需插入电脑的主板，安装其专门的软件即可。调压器绝缘支架铜线传感器铝板图实验装置摆放图在用采集卡测量之前，我们般先用万用表测量三个信号的电压有效值，并且用示波器观察其波形及相位关系。采集卡非接触式电压传感器输电线工控机信号信号信号非接触图信号流图实验方案国内外现在对于基于多导线耦合原理的非接触式传感器的特性研究不是很多，基于这点，我们的实验主要针对此种传感器的特性。通过改变绝缘支架的材料来研究绝缘支架对非接触式传感器的测量性能的影响。在试验中，我们分别对木架子和环氧管做的架子两种情况进行测量。通过实验研究当非接触式传感器的湿度改变时，非接触式传感器的性能变化。因此我们在做木架子的实验时，对感应线及木制支撑进行浸湿处理，然后进行实验，将结果与没有浸湿时进行对比，研究其特性变化。通过改变非接触式传感器感应线的高度和输电线的高度来研究高度对于非接触式传感器性能的影响。通过改变感应线的长度来研究在输电线长度不变的情况下，传感器性能的变化。通过改变感应线末端电容的大小来研究末端电容对传感器性能的影响。做切空线或者雷电过电压实验，来研究高频情况下，非接触式传感器性能的变化。实验数据处理与分析电容分压器对测量系统的影响实验中，三个信号都通过采集卡进行采集，由于采集卡的三个信道的分辨率样，而的变比为，的变比为，输电线的电压是感应线电压的多倍，因此，三个信号的电压等级相差比较大，为了在个采集卡上实现采集功能，我们在和的输出端加装个电容分压器，将其信号再次分压。为了研究小电容分压运行统的通信中，和标准总线应用最为成熟。为了使运动控制器的适用范围更加广泛，配合的现有接口，我们选用标准总线来实现控制器和的通信，其接口电路如图所示。在图中，选用作为系统的通信接口芯片。是公司生产的低功耗单电源双发送接收发器，适用于各种和的通信接口。芯片可以把输入的电源变换成输出电平所需的电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单的电源就可以。图通信接口电路外围需要个电解电容，是内部电源转换所需电容，其取值均为。为的去耦电容。的引脚，为接电平的引脚。引脚，为接电平的引脚。因此电平的，引脚应接的串行发送引脚，应接的串行接收引脚。与之对应的电平的，应接机的接收端，应接机的发送端。转换与转换电路设计单片机的步进电动机控制器的设计本运动控制器需要对电主轴的转速进行控制，对电主轴的控制通过其驱动器来实现。电主轴驱动器根据输入的电压或电流的大小来确定主轴的转速，因此系统需要输出的电压或的电流，必须将系统处理过的数字量经转换变成模拟量输出。本控制器的转换主要由芯片实现。是位微处理器兼容型数模转换器芯片，是系列的种。与微机接口方便，可以充分利用微处理器的控制能力实现对转换的控制，因此在实际中得到了广泛的应用。不同的电主轴驱动器对输入的信号有不同的要求，有的需要的电压信号，有的需要的电流信号，因此我们同样设计了转换电路，使系统具备了电流信号的输出，增强了系统的适应性。开关信号输入电路设计在步进电机运动过程中，常采用机械式开关和光电开关构成开关信号输入回路，通过开关的闭合或断开，以电平的形式反映步进电机的工况。这包括轴限位加工过程中对刀，轴电机的回零操作等等。由于开关的机械式设计，触点闭合或断开时伴有机械抖动，会使输出信号波形出现振荡。若将该信号输入到微控制器的计数器中，会造成的计数而导致系统控制混乱。开关量的输入干扰是系统设计中客观存在的问题。因此在获得开关信号后，我们必须对开关信号进行处理，使其成为单片机可以识别的数字信号后才能做出相应的反应。系统共提供了路的开关信号接口，限位开关信号处理如图所示。图限位开关信号处理电路原理图在开关信号输入之前，首先用电容对其进行滤波，抑制信号中的高频分量。光耦隔离实现了光电开关限位开关信号和控制器之间的电平转换，并实现了两个不同回路间的隔离，保证了控制器电路不受来自开关信号电路的干扰。硬件抗干扰技术为了克服可能发生的各种干扰，保证系统能够可靠的运行，现有的抗干扰技术在硬件方面采取如下措施抑制电源干扰。传导干扰通常由交流电源端引入系统内部。为了抑制这种干扰，系统通常在交流进线端串接入低通滤波器。这种方法在实际中己经取得明显效果，但为了抑制电源浪涌电压的冲击，系统还必须在电源线之间及电源线对地之间分别装压敏电阻。抑制传输线干扰。对于系统中传输距离较长的线路通常选用屏蔽电缆来实现系统各部分的连接，以达到抗干扰的目的。在些应用环境比较恶劣的系统中，单片机的步进电动机控制器的设计为了进步抑制干扰，可采用光电隔离方式将系统控制部分与口部分分开，器对测量系统的影响，我们用万用表测量各个信号的有效值如下表表各电压信号有效值输电线电压二次侧电压上小电容分压器二次侧电压小电容分压器变比二次侧电压上小电容分压器二次侧电压小电容分压器变比以输电线电压为横坐标，以和接小电容分压器后的电压为纵坐标，得到图。由表可以得出，我们所接的小电容分压器的变比随着输电线电压的增大，基本上保持不变。由图可以看出输电线电压与和接小电容分压器后电压呈现线性关系。因此我们可以说，小电容分压器的接入对的影响不大。输电线电压上小电容分压器二次侧电压输电线电压上小电容分压器二次侧电压图输电线电压与信号电压关系支撑材料对传感器的影响图采集卡得到的电压波形按幅值从大到小依次是信号信号感应线信号实验时感应线高，输电线高，输电线与感应线的长度均为，截面积均为，感应线末端电容为。表支撑材料对传感器特性影响电压等级木架子时感应线电压木架子时感应线电压为仿真电压倍数木架子时感应线电压相位误差度环氧管时感应线电压环氧管时时感应线电压为仿真电压倍数环氧管时感应线电压相位误差度由上表可知，当支撑材料为木架子时，感应线电压为仿真电压的倍，相位误差为滞后度当支撑材料为环氧管时，感应线电压为仿真电压的倍，相位误差为滞后度。由此可见，支撑材料对传感器的性能有影响，支撑材料为环氧管时，幅值误差和相位误差都有很大程度的减小。湿度对传感器的影响表感应线浸湿后各电压值序号电压待级折算后电压误差折算后电压误差感应线折算后电压感应线电压与理论值倍数实验时采用木架子，感应线被水浸湿，感应线高，输电线高，输电线与感应线的长度均为，截面积均为，感应线末端电容为。表感应线浸湿后各电压相位值序号母线电压电压相位度误差度电压相位度感应电压相位度误差度定的减小。感应线的末端电容对传感器的性能影响不大。第六章结论及展望结论本文从仿真计算以及实验三个方面对基于平行多导线耦合原理的非接触式传感器的特性进行了研究。在仿真计算方面，我们仿真了单相直流，单相交流以及三相交流情三种情况下，非接触式传感器的特性，比较仿真与计算的结果，我们发现仿真的结果与我们编程计算的结果完全吻合，因此我们得出仿真中建立的模型是正确的，并且此原理的非接触式传感器能够用于过电压在线监测。通过仿真我们对此种非接触式传感器的特性也有了进步的认识。在实验方面，我们搭建了此种传感器的电压监测平台，以工频稳态电压为对象进行了实验，采集到了电压信号，并计算了实际测量的感应线电压与理论值的误差。对于误差的来源我们也进行了分析，并确提出了改进的方案。通过系列的实验，我们对传感器的性能有了更好的认识，也通过改进实验方案，提高了传感器的精度。因此我们得出结论采用此种非接触式电压传感器对电网电压进行测量是可行的，并且具有定的精确度。展望本文提出了新的非接触式传感器的原理，对其建立模型并进行仿真计算。搭建了实验平台，通过实验对此种原理的传感器的可行性进行了研究，并对传感器的特性有了定程度的了解。目前亟待努力的方向包括仿真模型没有完全按照实际电网的