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专利号: 2016109364445
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种阻抗式传感器信号采集系统,包括电阻R1、R2和R,其特征在于:所述电阻R1、R2和R在磁敏材料上绕制电感后的传感器等效电阻Zsen1和Zsen2、芯片IC2组成电桥,其中Zsen1和Zsen2磁敏传感器探头特性相同,且平行放置,方向相反,设Zsen1=Rsen+jX,则Zsen2=Rsen-jX,传感器电桥臂总阻抗为Z=Zsen1+Zsen2=2Rsen;芯片IC1实现放大功能,即Vout=A(V1-V2),A为芯片IC1放大倍数;Vout信号通过电路1送至IC3,电路1为峰值检波电路;IC3为自带ADC的单片机,ADC用来实现Vout峰值信号采集;根据芯片IC2特性,IC2输出VXYO为VXYO=V2Vc,R和芯片IC2所组成的电路等效电阻可表示为:

式中SF为芯片IC2内部调节因子,调节范围为3~10V;芯片IC2的SF引脚由稳压调节芯片IC4调节;单片机IC3通过控制电路4产生正弦信号,并将正弦波Vref输入到电桥;电路4由信号发生器AD9850、低通滤波和输出驱动组成;

设Vref=Usinωt,则 即V1、V2和Vref同相位,为使交流电桥达到平衡,只需满足V1、V2幅值相等;

当传感器受外界磁场变化影响导致等效电抗Zsen1和Zsen2变化时,芯片IC1输出Vout=A(V1-V2)发生变化,通过电路2将变化量Vc反馈给芯片IC2,从而使R和芯片IC2所组成的电路等效电阻Rctl随之改变,从而达到新的平衡;电路2为程积分电路;传感器等效电阻Rsen为:

在达到平衡时,即Vout=A(V1-V2)=0,有:

通过测量Vc,即可计算出Rsen;芯片IC2内部调节因子SF调节范围为3~10V,Vc取值为-

10V<Vc<10V,则Rsen测量最大范围为

2.根据权利要求1所述的一种阻抗式传感器信号采集系统,其特征在于:将电阻R1、Rsen互换位置,则传感器等效电阻Rsen为:

在达到平衡时,即Vout=A(V1-V2)=0,有:

芯片IC2内部调节因子SF调节范围为3~10V,Vc取值为-10V<Vc<10V,则Rsen测量最大范围为

3.根据权利要求1所述的一种阻抗式传感器信号采集系统,其特征在于:电桥由电阻R2、在磁敏材料上绕制电感后的传感器等效电阻Zsen1和Zsen2、电阻R和芯片IC2、电阻Rˊ和芯片IC2ˊ组成;电阻R和Rˊ大小相等;电路2输出反馈电压Vc送到IC2、IC2ˊ时,接入的极性相反,用Y+、Y-表示;IC2、IC2ˊ和所对应的电阻R、Rˊ所组成电路等效电阻可表示为:

传感器等效电阻Rsen为:

在达到平衡时,即Vout=A(V1-V2)=0,有:

通过测量Vc,即可计算出Rsen;芯片IC2内部调节因子SF调节范围为3~10V,Vc取值为-

10V<Vc<10V,则Rsen测量最大范围为0<Rsen<∞。