一种石英晶体谐振频率快速测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种石英晶体谐振频率快速测量方法及装置，应用于电子与电路技术领域，针对现有技术在测量石英晶体谐振频率时存在的需要获取一段频率区间内完整的阻抗

【技术实现步骤摘要】
一种石英晶体谐振频率快速测量方法及装置


[0001]本专利技术属于电子与电路
，特别涉及一种快速测量石英晶体谐振频率并追踪其变化的检测技术及检测装置。

技术介绍

[0002]石英晶体谐振式传感器是一种以石英晶体谐振器作为敏感元件的谐振式传感器，利用石英晶体的逆压电效应、表面质量敏感效应对被测参量进行测量，其特点是当对石英晶体外加交变电压时，石英晶体会以一定频率进行机械振动，当交变电压的频率与晶体固有频率相同时，便产生共振，机械振动达到最大，该频率又称为谐振频率。而石英晶体谐振式传感器通常是建立待测量与石英晶体谐振频率之间的映射关系，从而进行传感测量。
[0003]可以发现，利用石英晶体谐振式传感器进行传感测量时，其关键在于测量石英晶体在特定条件下的谐振频率，不同的石英晶体谐振频率测量方法会影响石英晶体传感系统的性能。
[0004]通常，测量石英晶体谐振频率会采用振荡电路法，其原理是将石英谐振器作为选频器件置入正反馈电路中构成振荡电路，振荡电路的振荡频率便为石英晶体的谐振频率，使用数字频率计等设备对该信号进行测量，便可得到石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石英晶体谐振频率快速测量方法，其特征在于，每次测量获取当前激励信号下的待测石英晶体的电纳响应，采用PID负反馈追踪调节，若当前电纳响应大于设定的允许的测量误差值范围上限，则降低激励信号的频率，若当前电纳响应小于设定的允许的测量误差值范围下限，则增大激励信号的频率；直至获取到的电纳响应在设定的允许的测量误差值范围内，将该电纳响应对应的激励信号的频率作为测量得到的石英晶体谐振频率。2.根据权利要求1所述的一种石英晶体谐振频率快速测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在测量开始前，设置激励石英晶体的激励信号的起始频率，设置频率追踪的PID参数，设定单次电纳测量的间隔时间，设置允许的测量误差值范围；(2)开始测量；(3)等待设定的间隔时间后，获取得到石英晶体的电纳响应值；(4)将石英晶体的电纳响应值与零值的差值作为PID控制的误差量，激励信号的频率作为被控量，进行PID控制；(5)若电纳响应与零值的差值在允许的测量误差值范围内，则将激励信号的频率值作为测量值输出，否则根据步骤(4)中PID输出的被控量作为更新后的激励信号的频率，然后返回步骤(2)。3.根据权利要求2所述的一种石英晶体谐振频率快速测量方法，其特征在于，PID控制的控制算法如下式：f(k)＝f(k
‑
1)+K[16e(k)+∫e(k)+8[e(k)
‑
e(k
‑
1)]]其中，f(k)为PID控制当前的输出，f(k
‑
1)为PID控制上一次的输出，e(k)为PID控制当前的误差量，K为比例系数，e(k
‑
1)为PID控制上一次的误差量。4.一种石英晶体谐振频率快速测量装置，其特征在于，包括：石英晶体、MCU模块、FPGA模块、DAC模块、激励电路、正交下变频电路、ADC模块以及显示器；激励电路用于获取石英晶体导纳相关的交流电压；正交下变频电路用于从激励电路输出的交流电压中提取电纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁星，应昊驰，陈向东，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：