新型電渦流傳感器測(cè)量電路設(shè)計(jì).pdf

1、通過對(duì)電渦流傳感器探頭線圈等效電路的理論分析，得出傳感器的輸出特性和被測(cè)對(duì)象的電磁特性有密不可分的關(guān)系，從而嚴(yán)重限制了傳感器的使用范圍。為了消除被測(cè)材料電磁特性對(duì)傳感器輸出特性的影響、提高傳感器性能，需要設(shè)計(jì)出一種與材料無關(guān)的傳感器測(cè)量電路。 本文通過對(duì)相敏檢波原理的研究，采用相敏檢波技術(shù)對(duì)傳感器探頭線圈阻抗信號(hào)進(jìn)行正交分解，結(jié)合矢量投影方法來消除被測(cè)對(duì)象的電磁特性對(duì)傳感器輸出的影響，提出幅值相位混合調(diào)制的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)與被測(cè)材

2、料電磁特性無關(guān)的測(cè)量電路。具體完成的主要工作如下： 1．測(cè)量電路的設(shè)計(jì)與仿真 根據(jù)頻率對(duì)線圈阻抗的影響確定線圈信號(hào)的激勵(lì)頻率，提出測(cè)量電路的總體方案，設(shè)計(jì)出測(cè)量電路的功能模塊：信號(hào)發(fā)生電路、阻抗—電壓轉(zhuǎn)換電路、電阻—電感正交分解電路和阻抗投影等效電路，同時(shí)采用Multisim對(duì)電路進(jìn)行仿真。 2．非線性補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)與仿真 采用黃金分割法結(jié)合最小二乘法研究電渦流傳感器的輸出特性，確定測(cè)量電路的相關(guān)參數(shù)，并

3、以此為依據(jù)對(duì)傳感器進(jìn)行非線性補(bǔ)償。采用開環(huán)法和閉環(huán)法兩種補(bǔ)償方法對(duì)傳感器進(jìn)行非線性補(bǔ)償，非線性化器中的擬和函數(shù)分別采用二次擬和函數(shù)法和三次擬和擬和函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。 3．測(cè)量電路的功能測(cè)試 采用Altuim Designer設(shè)計(jì)雙層PCB原理圖，對(duì)焊接好的測(cè)量電路各子模塊進(jìn)行性能測(cè)試。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)測(cè)量電路進(jìn)行功能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明： (1)功能電路測(cè)得的不同被測(cè)材料、相同檢測(cè)距離下線圈的電阻和感抗成線性關(guān)系