[實用新型]一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120191322.0
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN202204934U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志龍;廖樹幟;敖勝美
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南師范大學(xué)
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置，屬于信號探測與分析技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

單差分電容用于信號探測時，具有測量精度高、溫度效應(yīng)低、功能較多等優(yōu)點，而使其成為一種具有較大應(yīng)用潛力的微型加速度傳感器核心部件。?

基于MEMS技術(shù)的數(shù)字檢波器的核心是單差動電容式微機械加速度計。該類數(shù)字檢波器對微弱地震信號探測具有高頻響應(yīng)好、動態(tài)范圍寬、抗電磁干擾、靈敏度高等特點，因此是未來檢波器發(fā)展的主流。?

為了使微弱信號探測靈敏度進一步提高并滿足數(shù)字檢波器高靈敏度要求，我們采用雙差分電容并結(jié)合惠斯登電橋原理，設(shè)計了一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置。該裝置可用于高靈敏度微型加速度傳感器和數(shù)字檢波器。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置，屬于信號探測與分析技術(shù)領(lǐng)域。?

本實用新型提供一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置，其特征在于：將兩個單差分電容與惠斯登電橋原理結(jié)合起來，實現(xiàn)微弱振動信號的?雙靈敏度探測，并對采集信號進行數(shù)字化處理和輸出，實現(xiàn)微弱振動信號采集的高靈敏度與數(shù)字化。?

本實用新型提供一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置，其由雙差分電容橋拾震器1、單片機8和多功能外殼9構(gòu)成，核心部件為雙差分電容橋拾震器1，雙差分電容橋拾震器1由固定栓2、彈簧振子3、四個定極板4、一個動極板5、絕緣塊6、絕緣桿7組成。該雙差分電容橋拾震器采用兩個單差分電容并結(jié)合了惠斯登電橋原理，采用交叉式連接方式，實現(xiàn)兩個單差分電容同時采集微弱振動信號，提高微弱振動信號采集的靈敏度。該雙差分電容橋拾震器1能直接以電信號平衡重力變化原理來感應(yīng)微弱振動信號，所以雙差分電容靈敏度相對于單差分電容得到更大提高。?

本實用新型提供一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置，其信號處理與控制部分為單片機8，單片機8的特征是對雙差分電容橋拾震器1輸出的電壓信號進行處理，實現(xiàn)微弱信號的放大、噪聲的降低、增益和穩(wěn)定性的提高，同時將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并輸出。?

本實用新型提供一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置，其核心部件雙差分電容橋拾震器1安裝在多功能外殼9內(nèi)，多功能外殼9具有屏蔽電磁噪聲和隔熱功能。?

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：雙差分電容橋拾震器1安裝在多功能外殼9內(nèi)，多功能外殼9固定在需要探測微弱信號的物體，如建筑物、移動目標上。當(dāng)雙差分電容橋拾震器感1受到微弱振動時，雙差分電容橋拾震器感1上彈簧振子3就會帶動動極板5運動，這時定極板4和動極板5構(gòu)成的兩個單差分電容的電容值就會發(fā)生改變，從而使得電路上的電流、電壓發(fā)生改變。定極板4和動極板5構(gòu)成的兩個單差分電容采用惠斯登電橋原理進行連接，實現(xiàn)兩個單差分電?容同時采集微弱振動信號。所得信號通過單片機8進行處理，實現(xiàn)機械振動信號到電信號的轉(zhuǎn)化，該電信號經(jīng)過單片機8進行處理后輸出供用戶使用。?

單差分電容本身的特性使得其采集信號的靈敏度比普通電容得到較大提高，而本實用新型采用雙差分電容橋結(jié)構(gòu)并結(jié)合惠斯登電橋原理，使信號探測靈敏度得到進一步提高。?

附圖說明

附圖為一種用于微弱振動信號探測的橋式雙差分電容裝置的結(jié)構(gòu)圖。?

其中：1.雙差分電容橋拾震器，2.固定栓，3.彈簧振子，4.定極板，5.動極板，6.絕緣塊，7.絕緣桿，8.單片機，9.多功能外殼。?

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方案。?

雙差分電容橋拾震器1安裝在多功能外殼9內(nèi)，多功能外殼9固定在需要探測微弱信號的物體，如建筑物、移動目標上。當(dāng)雙差分電容橋拾震器感1受到微弱振動時，雙差分電容橋拾震器感1上彈簧振子3就會帶動動極板5運動，這時定極板4和動極板5構(gòu)成的兩個單差分電容的電容值就會發(fā)生改變，從而使得電路上的電流、電壓發(fā)生改變。定極板4和動極板5構(gòu)成的兩個單差分電容采用惠斯登電橋原理進行連接，實現(xiàn)兩個單差分電容同時采集微弱振動信號。所得信號通過單片機8進行處理，實現(xiàn)機械振動信號到電信號的轉(zhuǎn)化，該電信號經(jīng)過單片機8進行處理后輸出供用戶使用。?