[發明專利]基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201110247482.7
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102305827A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 陳智軍;夏前亮;盧旭;陳濤;黃鑫
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.?一種基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統，其特征在于：包括信號源模塊、樂甫波傳感器、信號轉換模塊、信號采集模塊、微控制器模塊、顯示模塊；其中：信號源模塊的輸出端分別連接樂甫波傳感器的輸入端和信號轉換模塊的第一輸入端，樂甫波傳感器的輸出端連接信號轉換模塊的第二輸入端，信號轉換模塊的輸出端連接信號采集模塊的輸入端，信號采集模塊的輸出端連接微控制器模塊的輸入端，微控制器模塊的輸出端連接信號源模塊的輸入端和顯示模塊的輸入端。

2.?根據權利要求1所述的基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統，其特征在于：所述樂甫波傳感器包括壓電基片、輸入叉指換能器、輸出叉指換能器、非壓電薄膜，其中輸入叉指換能器和輸出叉指換能器沉積在壓電基片表面上，分左右兩側對稱排布，非壓電薄膜濺射或旋涂在壓電基片表面并且覆蓋輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。

3.?根據權利要求1所述的基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統，其特征在于：所述信號源模塊采用美國ADI公司的AD9912芯片。

4.根據權利要求1所述的基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統，其特征在于：所述信號轉換模塊采用美國ADI公司的AD8302芯片。

5.?根據權利要求1所述的基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統，其特征在于：所述信號采集模塊采用微處理器內部集成的A/D轉換電路實現。

6.根據權利要求1所述的基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統，其特征在于：所述微控制器模塊采用基于ARM內核的STM32。

7.一種如權利要求1所述的基于掃頻技術的樂甫波傳感器測試系統的測試方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟A，當樂甫波傳感器處于參考狀態，即不負載被測對象時，采用微控制器模塊控制信號源以一定頻率間隔掃頻輸出激勵信號；其中，掃頻范圍以樂甫波傳感器的理論諧振頻率為中心，所述頻率的上下限以樂甫波傳感器的參數及被測對象來確定；

步驟B，將步驟A所述的激勵信號傳輸至樂甫波傳感器后輸出響應信號；?

步驟C，將步驟A所述激勵信號與步驟B所述響應信號的幅值比轉換為模擬電壓信號，然后通過A/D轉換將模擬電壓信號轉換為數字信號，再送入微控制器模塊；

步驟D，?重復步驟B至步驟C，直至獲得關于掃頻范圍內所有頻率點的樂甫波傳感器輸入激勵信號與輸出響應信號的幅值比的數字信號，然后采用微控制器模塊對所述數字信號進行處理，獲得樂甫波傳感器的幅頻特性曲線，并得到樂甫波傳感器處于參考狀態時的諧振頻率；

步驟E，當樂甫波傳感器處于測量狀態，即負載被測對象時，重復步驟A至步驟D，得到樂甫波傳感器處于測量狀態時的諧振頻率，并與參考狀態時的諧振頻率相比較獲得諧振頻率的偏移；

步驟F，通過步驟E得到的諧振頻率偏移獲得被測對象的特征參數，通過顯示模塊顯示出被測對象的特征參數以提供給用戶。