一种激励电压可配置的振弦激励电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激励电压可配置的振弦激励电路，是基于微控制器、数字电位器、反馈等原理的振弦激励电路，涉及到振弦传感器采集时的激励电压自动调整，可根据振弦信号幅度微弱时自动提高激励电压，保证采集系统中的信噪比，使采集系统具有更强的适应性能。它包括有微型控制器、升压电路、数字电位器；振弦传感器分别与信号调理电路和升压电路连接；微型控制器分别与信号调理电路、升压电路和数字电位器连接，升压电路与数字电位器连接。本实用新型专利技术为了达到激励电压可根据振弦传感器自身幅度大小进行自动调整的目的，实现了振弦激励电路幅度可配置的功能。使得振弦采集设备或终端的适用性更高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激励电压可配置的振弦激励电路，是基于微控制器、数字电位器、反馈等原理的振弦激励电路，涉及到振弦传感器采集时的激励电压自动调整，可根据振弦信号幅度微弱时自动提高激励电压，保证采集系统中的信噪比，使采集系统具有更强的适应性能。
技术介绍
振弦式传感器是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。振弦式传感器具有结构简单、坚固耐用、抗干扰能力、测值可靠、精度与分辨力高和稳定性好等优点；其输出为频率信号，便于远距离传输，广泛应用于岩土工程中。振弦式传感器的一般工作原理是：振弦放置在磁场中，一定方式对振弦加以激振后，振弦将会发生共振，共振的弦线在磁场中作切割磁力线运动，可在拾振线圈中感应出电势，感应电势的频就是振弦的共振频率。由力学原理可知，振弦的共振频率与弦线所承受的张力或拉力与传感器所承受的压力或位移成线性关系，因此测得振弦的共振频率即可求出待测物理量。根据振弦传感器的基本工作原理可知，施加在振弦上的激励信号大小会对感应信号的幅度大小产生影响，即激励电压越高，感应信号越弱。传统激励方式采用固定幅度为DC12V或DC33V脉冲激励，对于信号微弱时无法通过提高激励信号改善信号幅度，存在一定局限性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：（1）微控制器根据振弦信号幅度的大小，通过IIC总线控制激励电压输出电压幅度；（2）激励电路中的反馈电阻使用数字电位器，微控制器通过配置数字电位器改变激励电路中的增益，从而改变激励电压。为解决上述技术问题，本技术采用的以下技术方案：一种激励电压可配置的振弦激励电路，它包括有微型控制器、升压电路、数字电位器；振弦传感器分别与信号调理电路和升压电路连接；微型控制器分别与信号调理电路、升压电路和数字电位器连接，升压电路与数字电位器连接。数字电位器作为升压电路的输出反馈电阻，微型控制器可通过配置数字电位器的阻值，调整输出增益，达到控制输出电压的目的。本技术是一种用于振弦传感器激励的装置，可根据振弦传感器感应信号幅度的大小调节激励电压，升压电路输出激励信号施加在振弦传感器线圈后，振弦自由振荡产生感应信号，经过信号调理电路进行滤波后，进入微型控制器进行模数转换，计算出幅度值，并根据幅度值调整数字点位器的阻值，从而达到调整激励电压大小的功能。本技术的有益效果：本技术为了达到激励电压可根据振弦传感器自身幅度大小进行自动调整的目的，使用了微型控制器、数字电位器、振弦激励电路、反馈电路进行设计，通过改变激励电路的反馈网络增益，实现了振弦激励电路幅度可配置的功能。使得振弦采集设备或终端的适用性更高。附图说明图1为本技术的结构框图；图2信号调理电路图3输出电压可调激励电路设计图3中，激励电路输出Vout=1.25*（R2/R1+1），R2为数字电位器，微型控制通过IIC总线控制其阻值，使得激励电压HVCC的输出值可配置。具体实施方式下面结合附图1对本技术进行详细描述：一种激励电压可配置的振弦激励电路，它包括有微型控制器5、升压电路3、数字电位器4；振弦传感器1分别与信号调理电路2和升压电路3连接；微型控制器5分别与信号调理电路2、升压电路3和数字电位器4连接，升压电路3与数字电位器4连接。微型控制器5采用STM32F105型32位处理器。数字电位器作为升压电路的输出反馈电阻，微型控制器可通过配置数字电位器的阻值，调整输出增益，达到控制输出电压的目的。本技术是一种用于振弦传感器激励的装置，可根据振弦传感器感应信号幅度的大小调节激励电压，升压电路输出激励信号施加在振弦传感器线圈后，振弦自由振荡产生感应信号，经过信号调理电路进行滤波后，进入微型控制器进行模数转换，计算出幅度值，并根据幅度值调整数字点位器的阻值，从而达到调整激励电压大小的功能。举例说明：微控制器采用STM32F105型32位处理器，其内置模数转换器（ADC）等外设。振弦传感器感应信号经过滤波电路进行信号滤波后，输入至微型控制器的模数转换器接口，通过模数转换器采集首次采集的振弦信号，计算其频率值及信号幅度大小，微型控制将采集到的振弦信号幅度值与0.8mV进行对比，判断逻辑如下：若大于0.8mV则不需要提高激励电压，若小于0.8mV则需要提高激励电压。为了保证信号不失真，对于信号幅度大于200mV以上的信号，则降低激励电压幅度。激励电路采用NC3063型升压器件进行实现，其输出电压值Vout=1.25*（R2/R1+1），数值值与其后端反馈电路的增益有关，按照输出特性，一般可以将反馈网络中的取样电阻R1或R2设计成可调电阻即可实现输出的电压的变化。考虑到本使用新型要实现自动控制，因此设计时将R2设计成数字电位器，数字电位器的输出电阻可通过IIC总线进行设置。微型控制器通过上一次采集的信号幅度值判断是提高或降低激励电压时，为了防止过度调整，本技术按照上一次激励电压的10%的幅度进行调整。微型控制器根据所需要调整的幅度，计算数字电位器的目的阻值，而后通过IIC总线进行电阻设置。当采集设备首次采集振弦传感器信号时，信号经过滤波调理后输入到微型控制器内部模数转换器，经过数值化转化得到信号的幅度值。当得到的信号幅度值较低时，微型控制器通过IIC总线配置激励电路中的数字电位器，使其阻值增大10%，以提高激励电压值，使传感器感应信号幅度提高。当得到的信号幅度值较高时，为保证调理电路信号不会应幅度过高导致失真，此时微型控制器通过IIC总线配置激励电路中的数字电位器，使其阻值降低10%，以降低激励电压值，使传感器感应信号幅度降低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激励电压可配置的振弦激励电路，其特征在于：它包括有微型控制器（5）、升压电路（3）、数字电位器（4）；振弦传感器（1）分别与信号调理电路（2）和升压电路（3）连接；微型控制器（5）分别与信号调理电路（2）、升压电路（3）和数字电位器（4）连接，升压电路（3）与数字电位器（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种激励电压可配置的振弦激励电路，其特征在于：它包括有微型控制器（5）、升压电路（3）、数字电位器（4）；振弦传感器（1）分别与信号调理电路（2）和升压电路（3）连接；微型控制器（5）分别与信号调理电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文峰，刘付鹏，王辅宋，谢镇，刘国勇，李松，
申请(专利权)人：江西飞尚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36