一种阻抗式传感器信号采集系统技术方案
Impedance sensor signal acquisition system
The invention relates to an impedance sensor signal acquisition system, including R1, R2 and R resistance, the resistance of R1, R2 and R bridge inductors after the equivalent resistance of Zsen1 and Zsen2, the sensor chip IC2 in magnetic materials, including Zsen1 and Zsen2 magnetic sensor probe characteristics are the same, and parallel placed in the opposite direction, Zsen1 = Rsen+jX, Zsen2 = Rsen jX sensor bridge arm total impedance is Z = Zsen1+Zsen2 = 2Rsen; the invention can be calculated by measuring Vc, Rsen; IC2 chip regulator SF adjustment range is 3 ~ 10V, the Vc value of 10V < Vc < 10V, Rsen measurement of the maximum range of the invention adopts phase difference AC impedance bridge, the bridge balance with analog circuit, improve the sensitivity, reduce the interference of magnetic sensor, circuit optimization, cost reduction.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仪器仪表、电子测量和传感器
，具体为一种阻抗式传感器信号采集系统。
技术介绍
在工程应用中，各种非电物理量往往通过传感器转换成电信号后进行测试，如磁场强度、压力、位移、温度、应变、气体等。不同性质的传感器根据不同转换输出类型可分为阻抗式、电阻式、电流式、频率式等。本专利技术主要是针对阻抗输出型磁敏传感器进行信号采集，传感器特性为过零点且阻抗变化随外加磁场呈线性变化，磁敏特性曲线见专利技术专利“一种高灵敏无零场盲点线性响应跨零微弱磁场的探头(专利号：CN201110200045.X)”。此类磁敏传感器，需要在磁敏材料上绕制电感线圈，外围磁场发生变化时，由于磁敏材料的作用，使得绕制在磁敏材料上的电感线圈阻抗发生较大的变化，通过测量接在电路中的电感线圈的交流阻抗来感知磁场变化。此类传感器常规的测量电路有基于MOS管振荡电路的测量[毕明姝.基于MOS管振荡电路的非晶态合金弱磁场传感器的研制[D].吉林：吉林大学，2010]，多谐振荡桥路[鲍丙豪.单磁芯双绕组非晶丝新型磁场传感器的研究[J].仪器仪表学报，2001，22(2)：168-171]、Col...
【技术保护点】
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，...
【技术特征摘要】
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：Rctl=R1-Vc/SF---(1)]]>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：Rsen=R1Rctl2R21-[V1-V2Vref](1+R2Rctl)1+[V1-V2Vref](1+RctlR2)---(2)]]>在达到平衡时，即Vout＝A(V1-V2)＝0，有：Rsen=R1Rctl2R2=RR12R2SFSF-Vc---(3)]]>通过测量Vc，...
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