[實用新型]一種無線無源的測量電路

無效

• 申請號: 201020565302.0
• 申請日: 2010-10-19
• 公開（公告）號: CN201964897U
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 張旭;劉慶凱;任朝暉;崔南;董謙;李剛;林凌
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24;A61B5/07;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種測量壓力、溫度、位移等物理量的電路，特別是涉及一種無線和無電源的物理量的電路。

背景技術

通常，需要測量容器內部、動物或人體內部某個臟器的壓力、位移、溫度時，可以采用有創的方法，即將壓力、位移、溫度傳感器通過導線輸出信號。也可以采用無線的方法。前一種方式通過有線傳輸信號往往受到限制；后一種方式需要給傳感器和無線發射裝置配置電子以供給電源，因而其體積、壽命、重量等等都受到電池的制約。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種在空間具有一定距離時，不需要連線也不需要給壓力傳感器供電的壓力、溫度等物理量的測量電路。

本發明所采用的技術方案是：一種無線無源物理量測量電路，其特征在于：包括包括無線無源傳感器部分和外部控制器部分，其中無線無源傳感器部分由一電容傳感器與一線圈構成并聯諧振電路，或由一電容和電感傳感器構成并聯諧振電路；外部控制器包括，與上述線圈構成松耦合變壓器的檢測線圈，脈沖激勵信號發生器，諧振信號周期測量電路，以及開關，其中該開關可使檢測線圈在脈沖激勵信號發生器以及諧振信號周期測量電路之間切換。一種無線無源物理量的測量電路，其包含如下步驟：a).開關處于第一閉合狀態，使檢測線圈與脈沖激勵信號發生器構成閉合回路；b).脈沖激勵信號發生器產生一個脈沖信號；c).通過松耦合變壓器激勵電容傳感器與線圈構成并聯諧振電路；d).將開關切換至第二閉合狀態，使檢測線圈與諧振信號周期檢測電路構成閉合回路；e).諧振信號周期檢測電路測量諧振電路的振蕩信號周期；f).通過計算可以得到傳感器所傳感的被測量。

本發明的測量電路，具有結構簡單、成本低廉、體積小、無需調試等優點。

附圖說明

圖1是本發明的無線無源測量電路的原理圖。

圖2是本發明的采用電容傳感器的無線無源壓力測量電路的原理圖。

圖3是本發明的采用電感傳感器的無線無源位移測量電路的原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明的無線無源物理量測量電路做出詳細說明。

實施例一：如圖2所示，本發明的無線無源壓力測量電路，電容壓力傳感器C與線圈L2構成并聯諧振電路，而線圈L2與檢測線圈L1又構成一個松耦合變壓器B。測量時，先通過?開關K將松耦合變壓器B的檢測線圈L1與脈沖激勵信號發生器連接，外部電路由脈沖激勵信號發生器產生一個脈沖信號，通過松耦合變壓器B激勵電容壓力傳感器C與線圈L2構成并聯諧振電路，然后通過開關K將松耦合變壓器B的檢測線圈L1切換到諧振信號周期測量電路，測量諧振網絡的振蕩信號的周期，進而通過計算可以得到電容壓力傳感器所傳感的壓力值。

計算過程為：

電容傳感器與線圈L2構成的并聯諧振電路的諧振頻率為：

f=12πLC]]>

或

C=1(2π)2L]]>

式中：L為線圈L2的電感值。即在L已知的條件下可以由檢測到的f計算出C。而電容傳感器的電容量：

C＝F(P)

式中：P為被測壓力值，F(P)是計算電容量C的函數。通常，可以選擇線性較好的傳感器，因而上式的函數關系又可以改寫為

C＝kP+C₀

式中：k為靈敏度系數，C₀為電容傳感器的0點值。或上式改寫為

P＝βC+P₀

式中：β＝1/k為靈敏度系數，P₀＝-C₀/k為電容傳感器的0點值。最后可以計算出被測壓力值P。