一种基于锁相放大的电容式位移测量装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于锁相放大的电容式位移测量装置及方法，包括超磁致伸缩致动装置、可编程电流源、恒压源、锁相放大单元；超磁致伸缩致动装置由底座、超磁致伸缩材料棒、励磁线圈组成；底座上面设置两个电容极板；可编程电流源给励磁线圈通正弦电流信号，超磁致伸缩材料棒产生周期性形变，带动电容电极，周期振动，形成机械调制；恒压源给其中一块电容极板施加恒压激励，被测金属物体表面产生感应电荷，另一块电容电极上也产生感应电荷；将未接恒压源的电容极板上的电荷信号作为测试信号，送入锁相放大单元，将可编程电流源输出的信号作为参考信号，对测试信号进行处理，得到被测位移值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于锁相放大的电容式位移测量装置与方法
本专利技术涉及电容式位移传感器的设计，新型智能材料的应用，以及信号处理领域，更具体的说，是涉及一种基于锁相放大的电容式位移测量装置与方法。
技术介绍
电容式位移传感器在测量过程中，使测量电极板端面接近被测金属物体的表面，平行或尽可能平行，调整初始间隙，外加一个稳定激励，位移导致极板间隙的变化，通过感应电荷的变化体现出来，再由感应装置采集电荷量的变化，通过信号处理放大装置提取信号，得到被测量。而反射式电容传感器的结构中，被测物体与整个测量装备不需要用硬件连接，而是通过测量装备上两块相互绝缘的极板获得目标信号，可以避免对被测物体的干扰，并且方便装置对不同物体进行测量。电容式位移测量作为一种非接触式测量，容易受到外界信号的干扰，所以信号的处理放大过程十分重要。而超磁致伸缩材料具有超磁致伸缩效应，具体表现为铁磁体在磁化过程中具有线度的伸长或缩短，且具有较高的磁致伸缩系数，可以实现电磁能和机械能的相互转化。超磁致伸缩材料具有机械响应快、耦合系数高、功率密度大等优点，并被广泛的应用于精密定位控制、机械制动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于锁相放大的电容式位移测量装置，其特征在于，包括超磁致伸缩致动装置、可编程电流源(7)、恒压源(6)、锁相放大单元(8)；/n所述超磁致伸缩致动装置由底座(4)、超磁致伸缩材料棒(3)、励磁线圈(5)组成，所述超磁致伸缩材料棒(3)竖直放置于底座(4)内部中心位置，所述励磁线圈(5)环绕于超磁致伸缩材料棒(3)和底座(4)之间；所述底座(4)上表面水平设置两个对称且彼此绝缘的电容极板(2)，被测金属物体(1)悬空位于电容极板(2)的正上端，与两个电容极板(2)构成一个反射式电容位移传感器；/n所述可编程电流源(7)给励磁线圈(5)通一定频率、幅值的正弦电流信号，超磁致伸缩材料棒(3)...

【技术特征摘要】
1.一种基于锁相放大的电容式位移测量装置，其特征在于，包括超磁致伸缩致动装置、可编程电流源(7)、恒压源(6)、锁相放大单元(8)；
所述超磁致伸缩致动装置由底座(4)、超磁致伸缩材料棒(3)、励磁线圈(5)组成，所述超磁致伸缩材料棒(3)竖直放置于底座(4)内部中心位置，所述励磁线圈(5)环绕于超磁致伸缩材料棒(3)和底座(4)之间；所述底座(4)上表面水平设置两个对称且彼此绝缘的电容极板(2)，被测金属物体(1)悬空位于电容极板(2)的正上端，与两个电容极板(2)构成一个反射式电容位移传感器；
所述可编程电流源(7)给励磁线圈(5)通一定频率、幅值的正弦电流信号，超磁致伸缩材料棒(3)产生按一定频率周期性变化的形变，带动电容电极(2)，使其按一定频率周期振动，形成机械调制；所述恒压源(6)给超磁致伸缩致动装置一端安装的两块相互隔离的电容电极(2)中的一块施加一个恒压激励，在被测金属物体(1)表面产生感应电荷，从而在相互隔离的另一块电容电极(2)上也产生感应电荷；用导线将未接恒压源(6)的电容极板(2)上的电荷信号作为测试信号，送入锁相放大单元(8)，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄银国，聂晶晶，李潇，郑叶龙，赵美蓉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12