雷击计数器设计方案
雷电计数器_雷击计数器
产品介绍：●雷电记数器是一种检测并记录防雷器泄流动作次数，也即记录了雷电流冲击的次数，以方便用户对特定区域的雷暴情况做出统计和分析。
雷击计数器的宽度为2个标准模块，可以与各种电源防雷器搭配使用，也可做为防雷箱等设备的配套产品。
●OVP也在众多客户OEM/ODM个性化的雷电监测方面的产品，可以按照客户指定的要求来量身定做。
个性化参数包括：雷电流侦测范围、精确记录峰值电流大小（峰值电流采集）、数据输出方式多样（数码管显示、开关量输出、RS485总线等）、监测线圈（与母线的绝缘耐压、监测灵敏度、磁滞特性、饱和性能等）OVP-LC-XX 电气参数：产品名称 感应式雷电计数器额定工作电压 AC 220 V （其他电压（5-380V）可以订制）额定工作频率 50Hz电源参数静态功耗 <1W雷电波形 波头时间0.1us-100us均能有效响应雷电流峰值 Max 200KA @ 8/20us灵敏度 >1KA @ 8/20us（其他触发电流可以订制）显示方式 2位数码管存储方式 掉电保持，物理存储芯片，数据永不丢失采样线圈隔离度 >10KV (如果需要更高耐压等级，可订制) 基本参数后备电池 正常情况下，使用时间不小于2年高隔离电源 >10KVI/0遥信接口 开关量（隔离）输出、RS485总线输出信号脉宽 10ms (其他脉宽可以订制)线性传感器 用于峰值测量记录，全量程内线性度优于1%高隔离检测线圈 最大可达100KV触发灵敏度 最小可到100A订制参数外形尺寸 PCB裸板不限尺寸，按客户要求制版工作温度范围 -40℃~+70℃ 湿度<95%外壳材料 阻燃ABS外形尺寸 90*60*36mmEMC参数产品重量 0.1Kg雷击计数器的基本原理为了正确的选择和使用雷电计数器的选型，需要考虑如下因素：1.雷击计数器采样原理一般雷电计数器都是通过电磁感应的方式采集雷电脉冲信号作为触发源，该方式属于非接触隔离型，与雷电通道保持隔离，具有较高的安全性。
防雷检测技术方案设计
防雷检测技术方案设计引言：雷击是由于气象条件和大气层中存在大量电荷的情况下，形成强大电场和强电流的自然现象。
雷击会对人们的生命财产安全带来极大的威胁。
为了预防雷击事故的发生，需要采取一系列的防雷措施。
本文旨在设计一种有效的防雷检测技术方案，以及相应的实施步骤。
一、方案设计：1.雷击监测传感器的安装在需要进行防雷检测的场所，如建筑物、电力设施等地方安装雷击监测传感器。
传感器应放置在易受雷击和电流干扰的地方，以便及时感知雷击事件的发生。
2.雷击数据采集与处理通过雷击监测传感器获取到的雷击数据包括雷击击中点的坐标、雷电强度等信息。
将这些数据传输到数据采集系统中，并进行相应的数字信号处理，以便后续的分析和处理。
3.雷击事件判定与警报系统基于采集到的雷击数据，设计一个算法用于判定雷击事件的发生。
如果判定出雷击事件，则触发相关的警报系统，如声光报警器、短信通知等，以便相关人员及时采取应急措施。
4.雷电溯源系统5.建立雷击风险评估模型根据历史雷击数据和现场雷电环境信息，建立一种雷击风险评估模型，用于对特定区域的雷击风险进行定量评估。
在评估模型中考虑各种因素，如地形、气象条件、建筑物材料等。
6.防雷设备维护和更新定期对防雷设备进行检修和维护，确保其正常运行。
定期更新雷击数据采集系统的软件和硬件，并根据雷击溯源系统的结果对防雷设备进行适当的升级。
二、实施步骤：1.进行场地勘察，确定适合安装雷击监测传感器的位置，并制定安装方案。
2.选购合适的雷击监测传感器和数据采集系统，并进行安装和调试。
3.编写雷击数据采集和处理的相关软件，并进行系统测试和调试。
4.开发雷击事件判定与警报系统，并与数据采集系统进行数据交互测试。
5.设计和搭建雷电溯源系统，并与雷击数据采集系统进行数据交互测试。
6.收集历史雷击数据和现场环境信息，并根据此建立雷击风险评估模型。
7.根据模型评估分析结果，对场所的防雷设备进行合理的布置和维护。
8.定期进行系统维护和更新，根据需求进行防雷设备的升级。
基于d触发器的3位格雷码计数器
基于触发器的3位格雷码计数器概述1. 本文将介绍基于d触发器的3位格雷码计数器的设计和工作原理。
2. 格雷码是一种二进制数的编码方式，相邻的两个数只有一位二进制位不同。
格雷码计数器是一种特殊的计数器，其计数规律符合格雷码的排列方式。
3. 我们将通过使用d触发器和逻辑门来设计一个3位格雷码计数器，并且详细分析其工作原理和电路结构。
d触发器1. d触发器是数字电路中常用的一种触发器，它采用时钟信号来控制数据输入，从而实现数据的存储和传递。
2. d触发器有一个数据输入端d和一个时钟输入端clk，当时钟信号发生上升沿时，d触发器会将d端的输入数据存储并输出。
3位格雷码计数器的设计1. 我们将使用三个d触发器和逻辑门来设计3位格雷码计数器。
假设三个d触发器的输入端分别为a、b和c，输出端分别为Qa、Qb和Qc。
2. 我们首先设计逻辑电路，根据格雷码的规律，确定d触发器的输入信号和逻辑门的连接方式。
3. 根据逻辑电路设计的结果，将三个d触发器和逻辑门连接起来，形成3位格雷码计数器的电路。
工作原理1. 当计数器处于初始状态时，三个d触发器的输出信号分别为000，表示计数器的初始值为0。
2. 当时钟信号发生上升沿时，逻辑门会根据当前状态来确定下一个状态的输入信号。
3. 经过逻辑门的处理，下一个状态的输入信号被送入对应的d触发器，从而使得计数器的值按照格雷码的规律递增。
总结1. 通过本文的介绍，我们了解了基于d触发器的3位格雷码计数器的设计方法和工作原理。
2. 格雷码计数器在数字逻辑电路中有着广泛的应用，其高效、稳定的特点使得它在实际工程中得到了广泛的应用。
3. 我们希望本文对读者对于数字电路设计和格雷码计数器有所启发，并对相关领域的学习和实践有所帮助。
为了进一步深入理解和学习基于d触发器的3位格雷码计数器，我们可以继续探讨一些具体的细节和应用。
逻辑门的应用1. 在3位格雷码计数器中，逻辑门起着至关重要的作用。
它们用于根据当前状态确定下一个状态的输入信号。
用JK触发器和门电路设计一个4位格雷码计数器
福建农林大学金山学院课程设计报告课程名称：数字逻辑课程设计题目：用JK触发器和门电路设计一个4位格雷码计数器姓名：系：专业：年级：学号：指导教师：职称：2011年6 月29 日用JK触发器和门电路设计一个4位格雷码计数器一、实验目的1、用JK触发器和门电路设计一个4位格雷码计数器。
2、加强对格雷码的认识。
3、熟悉对JK触发器的使用。
4、利用仿真软件Multisim11.0对数字电路进行仿真和实现。
二、仿真软件Multisim介绍（注：因为本课程设计用的是2011年的版本，所以对此进行简单的介绍）⑴仿真软件Multisim11.0：NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。
作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim 是一个完整的集成化设计环境。
NI Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。
学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。
NI Multisim软件绝对是电子学教学的首选软件工具。
⑵特点：①直观的图形界面。
②丰富的元器件。
③强大的仿真能力。
④丰富的测试仪器。
⑤完备的分析手段。
⑥独特的射频(RF)模块。
⑦强大的MCU模块。
⑧完善的后处理。
⑨详细的报告。
⑩兼容性好的信息转换。
三、实验步骤（包括设计过程、仿真结果和结果分析）⒈设计过程6 0 1 0 1 07 0 1 0 0 08 1 1 0 0 09 1 1 0 1 0 10 1 1 1 1 0 11 1 1 1 0 0 12 1 0 1 0 0 13 1 0 1 1 0 14 1 0 0 1 0 15 1 0 0 0 1 16 0 0 0 0 0② 按状态转换表的计数顺序可得****3210Q Q Q Q 的卡诺图：从而分别得出*3Q 、*2Q 、*1Q 、*0Q 、C 的卡诺图：③ 由卡诺图得出状态方程和输出方程：*''''''''3313021021032103()()'Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =++=+ |*''''''2212031031023102()()'Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =++=+*'''11032032023010321(()')(())'Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =++=⊕+⊕*'''''''032132132132132103210()'()'Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =+++=⊕⊕+⊕⊕'''3210C Q Q Q Q =④ 又JK 触发器的特性方程为：*''Q JQ K Q =+,所以可得驱动方程：''3210J Q Q Q =，'''3210K Q Q Q = ''2310J Q Q Q =，'2310K Q Q Q =1320()'J Q Q Q =⊕，1320()K Q Q Q =⊕ 0321()'J Q Q Q =⊕⊕，0321K Q Q Q =⊕⊕⑤ 由驱动方程可画出逻辑电路图：⒉仿真结果①原理图如下：②部分波形图如下：⑴0000~1101⑵1101~0011③电路状态变化如下：⑴32100000Q Q Q Q=,0C=⑵32100001Q Q Q Q=,0C=⑶32100011Q Q Q Q=,0C=3210⑸32100110Q Q Q Q=,0C=⑹32100111Q Q Q Q=,0C=3210⑻32100100Q Q Q Q=,0C=⑼32101100Q Q Q Q=,0C=3210⑾32101111Q Q Q Q=,0C=⑿32101110Q Q Q Q=,0C=3210⒁32101011Q Q Q Q=,0C=⒂32101001Q Q Q Q=,0C=. '. ⒃32101000Q Q Q Q =,1C =⒊结果分析当3Q 、2Q 、1Q 、0Q 从00001000:完成一个循环时，进位输出C 才为1，其他情况都为0，符合题意要求。
【CN209673884U】一种用于农村雷电灾害防御的智能雷击计数器【专利】
代理人 吝秀梅
(51)Int .Cl . G01R 19/17(2006 .01) G01R 09673884 U (45)授权公告日 2019.11.22
( 54 )实用新型名称 一 种 用于 农村雷电 灾害防 御的 智能 雷击计
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 209673884 U
CN 209673884 U
权 利 要 求 书
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1 .一种用于农村雷电灾害防御的智能雷击计数器，其特征在于：包括绝缘箱体（1），所 述绝缘箱体（1）内设有轴（2），所述轴（2）通过法兰轴承与绝缘箱体（1）相固定，所述轴（2）上 固定有齿轮（3），所述轴（2）上套有第一环形板（4），第一环形板（4）的中心与轴（2）的轴心相 同 ，所述第一环形板（4）的外环面固定有第二环形板（5），所述第二环形板（5）与绝缘箱体 （1）之间通过支撑杆（6）连接固定，所述轴（2）的端部固定有第一指针（7），所述第二环形板 （5）上设有环形滑槽（5-1），所述环形滑槽（5-1）内滑动设有与其相匹配的滑块（9），所述滑 块（9）上固定有第二指针（8），所述第二指针（8）的底面设有与第一指针（7）相匹配的凹槽 （8-1），所述齿轮（3）的下方设有链轮传动装置（10），链轮传动装置（10）固定在绝缘箱体（1） 的内壁上 ，所述链轮传动装置（10）的 链条上均匀设有多个支撑块（11），所述支撑块（11）的 端部固 定有齿（12），齿（12）与齿轮（3）之间 相互啮合 ，所述支撑块（11）的 侧面均设有 挡板 （13），挡板（13）与支撑块（11）之间通过轨道安装固定，所述支撑块（11）的侧面固定有固定 块（14），所述固定块（14）与挡板（13）之间固定有第一弹簧（15），所述链轮传动装置（10）的 下方设有竖板（17），竖板（17）与绝缘箱体（1）的内壁之间通过第二弹簧（18）固定，所述竖板 （17）的侧面上方固定有横杆（19），横杆（19）的端部顶在挡板（13）上，所述竖板（17）的侧面 中部固定有第一触头（20），所述绝缘箱体（1）的内壁下方固定安装有计数器（16），所述第一 触头（20）的侧面设有第二触头（21），第二触头（21）与计数器（16）的侧面固定安装，所述绝 缘箱体（1）的侧面设有引雷装置（22），所述绝缘箱体（1）的内部底面固定安装有雷电流采集 器（23），雷电流采集器（23）与引雷装置（22）的引雷杆连接，所述绝缘箱体（1）的内部底面固 定安装有电 磁铁（24），电 磁铁（24）与雷电 流采集器（23）之间 通过导线连接 ，所述电 磁铁 （24）的侧面设有与竖板（17）相固定的磁块（25），所述计数器（16）的顶面安装有信号发射器 （26）。
一种雷击计数器动作测试仪[实用新型专利]
![一种雷击计数器动作测试仪[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/98293e11bdd126fff705cc1755270722192e5988.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922280940.1(22)申请日 2019.12.18(73)专利权人 淮北工科检测检验有限公司地址 235000 安徽省淮北市相山区鹰山中路22号(72)发明人 杨俊锋 刘思伟 李梦溪 (74)专利代理机构 芜湖众汇知识产权代理事务所(普通合伙) 34128代理人 方南(51)Int.Cl.G01R 35/00(2006.01)(54)实用新型名称一种雷击计数器动作测试仪(57)摘要本实用新型公开了一种雷击计数器动作测试仪，包括下箱体、集成元件、信号线、电信接头和合页，所述下箱体的内部安装有垫板，且垫板的前表面和下箱体的内侧面均开设有凹槽，所述凹槽的内部卡合有隔板，所述垫板的上方通过固定环安装有集成元件，且固定环通过螺钉安装在垫板上，所述下箱体的前方镶嵌有电信接头，且电信接头通过信号线与集成元件相连接，所述下箱体通过合页安装有上端盖。
该雷击计数器动作测试仪设置有集成元件，配合着手摇兆欧表，利用手摇兆欧表对电容充电，增压放电，使雷击计数器动作，从而完成雷击计数器的动作测试，操作简单，成本低，维修方便，无需外接电源，极大的增加了装置的实用性和使用范围。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 212623038 U 2021.02.26C N 212623038U1.一种雷击计数器动作测试仪，包括下箱体、集成元件、信号线、电信接头和合页，其特征在于：所述下箱体的内部安装有垫板，且垫板的前表面和下箱体的内侧面均开设有凹槽，所述凹槽的内部卡合有隔板，所述垫板的上方通过固定环安装有集成元件，且固定环通过螺钉安装在垫板上，所述下箱体的前方镶嵌有电信接头，且电信接头通过信号线与集成元件相连接，所述下箱体通过合页安装有上端盖，且上端盖和下箱体的外侧均设置有锁具。
2.根据权利要求1所述的一种雷击计数器动作测试仪，其特征在于：所述下箱体和上端盖两者的外轮廓箱体，且下箱体和上端盖均采用绝缘材料。
智能雷击计数器
FS3012智能雷击计数器
产品简介
智能雷电计数器是采用新型无线传输技术、低功耗计算机技术、太阳能技术开发出的新一代雷电计数产品，可用于记录雷击次数、时间。
本产品具有远距离无线读写、免维护、免更换电池、计算机管理数据的特点。
与其配套的无线读写器由检修维护人员所使用，可实现针对雷电计数器中记录的雷击数据的采集、设定功能。
用户可持无线读写器在监测区域附近收集、查看、设定数据，查看、设定数据，并可通过配置有无线接口的管理软件对数据进行统计和管理。
产品原理
仪器原理示意图如下图所示。
仪器内部冲击电流发生器产生8/20μs、100A的冲击电流波作用于动作计数器。
FS3012原理示意图（虚线框内）
C：充电电容 R：充电电阻 L：阻尼电感 D：整流硅二极管
r：分流器 B：试验变压器 V：静电电压表 CRO：高压示波器
技术参数
☆输入电压：220±10%，50±0.5Hz
☆输出电流：8/20μs、100A的冲击电流☆输出电压：0～1200V
☆仪器重量：5kg。
雷电计数器_雷击计数器
产品介绍：●雷电记数器是一种检测并记录防雷器泄流动作次数，也即记录了雷电流冲击的次数，以方便用户对特定区域的雷暴情况做出统计和分析。
雷击计数器的宽度为2个标准模块，可以与各种电源防雷器搭配使用，也可做为防雷箱等设备的配套产品。
●OVP也在众多客户OEM/ODM个性化的雷电监测方面的产品，可以按照客户指定的要求来量身定做。
个性化参数包括：雷电流侦测范围、精确记录峰值电流大小（峰值电流采集）、数据输出方式多样（数码管显示、开关量输出、RS485总线等）、监测线圈（与母线的绝缘耐压、监测灵敏度、磁滞特性、饱和性能等）OVP-LC-XX 电气参数：产品名称 感应式雷电计数器额定工作电压 AC 220 V （其他电压（5-380V）可以订制）额定工作频率 50Hz电源参数静态功耗 <1W雷电波形 波头时间0.1us-100us均能有效响应雷电流峰值 Max 200KA @ 8/20us灵敏度 >1KA @ 8/20us（其他触发电流可以订制）显示方式 2位数码管存储方式 掉电保持，物理存储芯片，数据永不丢失采样线圈隔离度 >10KV (如果需要更高耐压等级，可订制) 基本参数后备电池 正常情况下，使用时间不小于2年高隔离电源 >10KVI/0遥信接口 开关量（隔离）输出、RS485总线输出信号脉宽 10ms (其他脉宽可以订制)线性传感器 用于峰值测量记录，全量程内线性度优于1%高隔离检测线圈 最大可达100KV触发灵敏度 最小可到100A订制参数外形尺寸 PCB裸板不限尺寸，按客户要求制版工作温度范围 -40℃~+70℃ 湿度<95%外壳材料 阻燃ABS外形尺寸 90*60*36mmEMC参数产品重量 0.1Kg雷击计数器的基本原理为了正确的选择和使用雷电计数器的选型，需要考虑如下因素：1.雷击计数器采样原理一般雷电计数器都是通过电磁感应的方式采集雷电脉冲信号作为触发源，该方式属于非接触隔离型，与雷电通道保持隔离，具有较高的安全性。
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雷击计数器设计方案
一．设计技术要求：
请设计一款《雷击计数器》产品，查找相关资料，写出设计方案，绘出初步原理图（包括前端采集电路，AD转换，MPU，LED显示等相关部分），主体程序和详细的注释。
以U盘形式保存结果，结果中包含所查找的资料，设计方案，原理图，程序。
MPU，LED等各种器件自选。
二．具体设计方案：
本设计方案是基于天津市中力防雷技术有限公司提供的初始技术要求，而制定本方案，在整个设计的过程中，并未将此设计作为技术能力测试而进行考虑，而是将其作为一种防雷方面的产品进行。
由于对防雷领域涉入不深，因此必然会存在很多不足的地方，加之前一段时间出差，所以在时间上相对紧张。
本设计方案从实际的应用角度出发，将原LED显示部分更改为液晶（LCD）显示，同时增加了实时时钟用于记录发生雷击的具体时间，增加了FLASH存储器，用于保存雷击发生的时间、强度信息，便于今后进行分析。
扩展了RS232接口，可用于读取FLASH存储器中雷击的信息，同时可通过RS232通讯接口与GPRS系统相连接，便于将来进行组网。
这样可以将某个地区的雷区分布、雷击发生时间、雷击强度等信息进行汇总、分析。
根据上述思路设计了两个实施的技术方案，其一是采用通用的AT89C51为MCU，其二是采用将FPGA内嵌入MCU的方式，从技术的先进性应该是后者更具有竞争力，但相应增加一定的成本。
由于时间的关系，本次采用AT89C51为MCU的方式进行设计，并绘出了电路原理图，软件编程基本完成了80﹪左右其中的大部分程序在硬件上通过。
由于时间仓促不足之处请谅解。
1．雷击计数器设计的关键技术：
雷电是自然界中常见的放电现象其雷电电流很大、电压很高，通常雷电电流的幅值变化范围从几kA～几百kA、传统带铁心的电流传感器频带较窄、饱时输出信号波形畸变严重,不适宜雷电流测量。
一个雷电波形的上升沿一般在10μS以上．整个雷电的放电波形一般在几十微秒到上百微秒之间,图一是雷电放电波形示意图。
因此解决电流传感器及高速A/D转换芯片是设计雷击计数器的关键。
雷击电流与时间关系曲线
根据资料的查找及相关知识的学习，目前普遍采用罗氏线圈（Rogowski）作为大电流传感器。
因此本设计在电流传感器方面选用罗氏线圈，但需解决的问题很多，需要专业的生产厂家进行了解，最后确定型号、参数等技术要求。
在A/D转换方面，选用了美国模拟器件公司（Analog Devices）生产的低功耗10 位高速串行A/D 转换器AD7810。
该产品具有内部时钟。
它的外围接线极其简单，转换时间为2μs，采用标准SPI 同步串行接口输出和单一电源（2.7V～5.5V）供电。
在自动低功耗模式下，该器件在转换吞吐率为1kSPS 时的功耗仅为27μW，因此特点适合于便携式仪表及各种电池供电的应用场合使用。
2．雷击计数器组成框图
以AT89C51为MCU的雷击计数器原理框图见图（二）
图(二) 雷击计数器设计方案一
以FPGA嵌入MCU的雷击计数器原理框图见图（三）
图(三) 雷击计数器设计方案二
3．简要工作原理
本雷击计数器以AT89C51单片机为核心，实时检测、记录雷击发生的时间、雷击电流强度等信息，可通过GPRS扩展组网进行工作。
电流传感器（罗氏线圈）实时感应雷击电流，通过外部积分电路、A/D转换电路，将雷击大电流转换为与之具有对应关系的0～5V低压信号，并通过中断的方式由AT89C51单片机进行处理，将处理后的数据通过LCD进行显示，并保存到FLASH存储器中以备查询，同时可通过按键设置时间、日期确保记录的准确性，也可通过按键查询雷击的历史记录。
本雷击计数器的计数范围最大99次，可重复记录。
采用外部DC9V交流适配器进行供电。
三．雷击计数器软件说明
雷击计数器的软件部分用MCS51汇编语言编写，采用模块化设计，便于阅读、维护及升级。
图（四）是主程序的软件流程图，图（五）是按键处理程序的软件流程图，图（六）是外部中断0处理程序的软件流程图。
其详细程序见文件目录的雷击计数器程序（MCS1）目录中的文件。
图(四) 雷击计数器主程序流程图
图(五) 雷击计数器按键处理程序流程图
图(六) 雷击计数器外部中断INT0处理程序流程图四．雷击计数器原理图
图（七）雷击计数器电路原理图
五．元器件清单
六．雷击计数器硬件调试
硬件调试可通过MCS51系列仿真器进行，通用的部分比较简单（LCD、RS232、键盘、A/D转换）可直接调试。
但此项目设计瞬间大电流的采样，因此不可能直接在现场对雷击进行试验，一是不安全，同时也是不科学的。
可通过雷击浪涌发生器进行模拟调试，图（八）是一种雷击浪涌发生器的性能、参数介绍
图（八）雷击浪涌发生器性能、参数
七．雷击计数器软件调试
可根据软件的功能进行各功能子程序的模拟仿真进行调试，排除逻辑、语法等错误，待各功能软件调试完成后，再调试主程序，直至没有逻辑、语法及“死”循环。
最后结合硬件通过仿真器进行实际功能调试，最后完成整个软件的设计。