压电陶瓷传感器检测电路结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种压电陶瓷传感器检测电路结构，属于电路结构技术领域。该压电陶瓷传感器检测电路结构包括高压产生模块、分路器和数字信号处理主控芯片，使得分路器能够将待测压力陶瓷传感器受高压产生的激励信号分两路输出至数字信号处理主控芯片，数字信号处理主控芯片分别对两路信号进行压频特性和阻抗特性分析，最终自动生成压电陶瓷传感器的测试结果并输出各参数的测量数值，从而将各个参数测量整合，取代了现有的各种测试工具及多种测试方法，同时使用者可以自行设定参考值作为评价优劣的依据，有效提高了测试效率，降低了测试工作强度，且本实用新型专利技术的压电陶瓷传感器检测电路结构的结构简单，成本低廉，应用范围也较为广泛。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电路结构
，特别涉及传感器检测电路结构
，具体是指一种压电陶瓷传感器检测电路结构。
技术介绍
目前，现有技术中对于压电陶瓷传感器的测试是通过测试一些常规参数来判断传感器的性能优劣，这些参数包括:介电性能(包含介电常数、介电损耗因子、介电频率等)、压电常数、机电耦合系数、电滞回线等。对于每个参数需要采用特定的测试设备和测试方法，比如:介电常数测量需要用到LCR仪；介电频率需要用到精密阻抗分析仪；通过谐振-反谐振方法得到反谐振频率Fa和谐振频率Fr，从而计算机电耦合系数Kp等。由此可以看出，对于一个产品的性能测试需要通过多道工序、多种评价方法才能够得到正确的结果，这个过程显然过于繁琐且缺乏效率，并且对于特定用途的压电传感器并不能有针对性的测试其在特殊场合的工作状况。
技术实现思路
本技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种将各个参数测量整合到一个装置中，取代现有技术中的各种测试工具以及多种测试方法，使用者可以自行设定标准参考值作为评价优劣的依据，自动生成测试结果并输出各参数的测量数值，从而有效提高测试效率，降低测试工作强度，且结构简单，成本低廉，应用范围较为广泛的压电陶瓷传感器检测电路结构。为了实现上述的目的，本技术的压电陶瓷传感器检测电路结构具有如下构成:该压电陶瓷传感器检测电路结构包括高压产生模块、分路器和数字信号处理主控芯片。所述的高压产生模块的高压输出端连接外部的待测压电陶瓷传感器，所述的待测压力陶瓷传感器的激励信号输出端连接所述的分路器的输入端，所述的分路器的两路输出端均连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端，所述的数字信号处理主控芯片的控制信号输出端分别连接所述的高压产生模块和分路器。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，所述的分路器的一路输出端通过放大电路模块连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，放大电路模块包括四级运算放大电路，所述的四级运算放大电路的输入端连接所述的分路器的一路输出端，所述的四级运算放大电路的输出端连接所述的数字信号处理主控芯片。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，数字信号处理主控芯片包括压频特性分析部件，所述的压频特性分析部件包括模数转换器和快速傅里叶变换器，所述的四级运算放大电路的输出端连接所述的模数转换器的输入端，所述的模数转换器的输出端连接所述的快速傅里叶变换器的输入端，所述的快速傅里叶变换器的输出端为压电陶瓷传感器固有频率及振幅输出端。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，分路器的一路输出端通过积分采样电路模块连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端。 该压电陶瓷传感器检测电路结构中，积分采样电路模块包括顺序连接的电容积分电路单元和电压采样电路单元，所述的电容积分电路单元的输入端连接所述的分路器的一路输出端，所述的电压采样电路单元的输出端连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，数字信号处理主控芯片包括阻抗特性分析部件，所述的阻抗特性分析部件连接所述的电压采样电路单元的输出端。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，电路结构还包括上位机，所述的上位机通过USB接口连接所述的数字信号处理主控芯片的底层控制板。该压电陶瓷传感器检测电路结构中，上位机包括传感器固有频率参考值及参考幅度设定单元、电容积分电路单元充电曲线充电时间参考值设定单元以及测量值显示与分析单元，所述的传感器固有频率参考值及参考幅度设定单元、电容积分电路单元充电曲线充电时间参考值设定单元以及测量值显示与分析单元均连接所述的数字信号处理主控芯片的底层控制板。采用了该技术的压电陶瓷传感器检测电路结构，由于其包括高压产生模块、分路器和数字信号处理主控芯片，使得分路器能够将待测压力陶瓷传感器受高压产生的激励信号分两路输出至数字信号处理主控芯片的输入端，数字信号处理主控芯片分别对两路信号进行压频特性和阻抗特性分析，最终自动生成压电陶瓷传感器的测试结果并输出各参数的测量数值，从而将各个参数测量整合到一个装置中，取代了现有技术中的各种测试工具以及多种测试方法，同时使用者可以自行设定标准参考值作为评价优劣的依据，有效提高了测试效率，降低了测试工作强度，且本技术的压电陶瓷传感器检测电路结构的结构简单，成本低廉，应用范围也较为广泛。附图说明图1为本技术的压电陶瓷传感器检测电路结构的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本技术的压电陶瓷传感器检测电路结构的示意图。在一种实施方式中，该压电陶瓷传感器检测电路包括高压产生模块、分路器和数字信号处理主控芯片。所述的高压产生模块的高压输出端连接外部的待测压电陶瓷传感器，所述的待测压力陶瓷传感器的激励信号输出端连接所述的分路器的输入端，所述的分路器的两路输出端均连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端，所述的数字信号处理主控芯片的控制信号输出端分别连接所述的高压产生模块和分路器。在一种优选的实施方式中，所述的分路器的一路输出端通过放大电路模块连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端。所述的分路器的另一路输出端通过积分采样电路模块连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端。其中，所述的放大电路模块包括四级运算放大电路，所述的四级运算放大电路的输入端连接所述的分路器的一路输出端，所述的四级运算放大电路的输出端连接所述的数字信号处理主控芯片中的压频特性分析部件，所述的压频特性分析部件包括模数转换器和快速傅里叶变换器，所述的四级运算放大电路的输出端连接所述的模数转换器的输入端，所述的模数转换器的输出端连接所述的快速傅里叶变换器的输入端，所述的快速傅里叶变换器的输出端为压电陶瓷传感器固有频率及振幅输出端。而所述的积分采样电路模块包括顺序连接的电容积分电路单元和电压采样电路单元，所述的电容积分电路单元的输入端连接所述的分路器的一路输出端，所述的电压采样电路单元的输出端连接所述的数字信号处理主控芯片中的阻抗特性分析部件。上述的压频特性分析部件和阻抗特性分析部件都通过DSP主控芯片所具有的硬件结构实现。在更优选的实施方式中，所述的电路结构还包括上位机，所述的上位机通过USB接口连接所述的数字信号处理主控芯片的底层控制板。所述的上位机包括传感器固有频率参考值及参考幅度设定单元、电容积分电路单元充电曲线充电时间参考值设定单元以及测量值显示与分析单元，所述的传感器固有频率参考值及参考幅度设定单元、电容积分电路单元充电曲线充电时间参考值设定单元以及测量值显示与分析单元均连接所述的数字信号处理主控芯片的底层控制板。在实际应用中，本技术的电路结构以一块DSP作为主控芯片，对于传感器的压频特性和阻抗特性进行测试，其中对于压频特性的测试包含了压电常数、介电频率和机电耦合系数的测量；而对阻抗特性的测量则包含了介电常数和介电损耗因子的测量。由于压电陶瓷的固有特性，在传感器两端施加高压会使压电陶瓷发生微小形变并产生固定频率的振动，将该微小振动经过放大电路放大后，可以通过相应的数字电路测量其频率和振幅；在施加高压的同时，传感器允许一定的电流流过，即压电陶瓷具有一定的阻抗特性，该特性随着高压施加时间的不同而发生变化，表现为流过传感器的电流大小会发生变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电陶瓷传感器检测电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括高压产生模块、分路器和数字信号处理主控芯片，所述的高压产生模块的高压输出端连接外部的待测压电陶瓷传感器，所述的待测压力陶瓷传感器的激励信号输出端连接所述的分路器的输入端，所述的分路器的两路输出端均连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端，所述的数字信号处理主控芯片的控制信号输出端分别连接所述的高压产生模块和分路器。

【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷传感器检测电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括高压产生模块、分路器和数字信号处理主控芯片，所述的高压产生模块的高压输出端连接外部的待测压电陶瓷传感器，所述的待测压力陶瓷传感器的激励信号输出端连接所述的分路器的输入端，所述的分路器的两路输出端均连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端，所述的数字信号处理主控芯片的控制信号输出端分别连接所述的高压产生模块和分路器。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷传感器检测电路结构，其特征在于，所述的分路器的一路输出端通过放大电路模块连接所述的数字信号处理主控芯片的输入端。3.根据权利要求2所述的压电陶瓷传感器检测电路结构，其特征在于，所述的放大电路模块包括四级运算放大电路，所述的四级运算放大电路的输入端连接所述的分路器的一路输出端，所述的四级运算放大电路的输出端连接所述的数字信号处理主控芯片。4.根据权利要求3所述的压电陶瓷传感器检测电路结构，其特征在于，所述的数字信号处理主控芯片包括压频特性分析部件，所述的压频特性分析部件包括模数转换器和快速傅里叶变换器，所述的四级运算放大电路的输出端连接所述的模数转换器的输入端，所述的模数转换器的输出端连接所述的快速傅里叶变换器的输入端，所述的快速傅里叶变换器的输出端为压电陶瓷传感器固有频率及振幅输出端。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈亦余，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：