[發明專利]邊緣電場傳感器測量系統

無效

• 申請號: 201210438077.8
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103808769A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 姜韞英;童琳;傅乃文
• 申請（專利權）人: 姜韞英
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于測量系統技術領域，尤其涉及一種邊緣電場傳感器測量系統。

背景技術

電容傳感器在工業過程控制中應用廣泛，通過測量電容值或改變情況可以獲得所需的其他物理量，如介電常數、含水率、位移等。邊緣電場?(FringingElectric?Field,?簡稱FEF)?傳感器屬于電容式傳感器，但它不同于普通的平行極板電容傳感器，邊緣電場傳感器的電極處于同一平面內，由于具有單邊穿透、信號強度可調以及層析成像等獨特的優勢，越來越多地用于樣本物理特性的非接觸測量。麻省理工學院最早對FEF?傳感器的應用進行研究，研制了用于測量變壓器油中含水量的測試系統，使用信號發生器產生掃頻正弦驅動信號，制作信號調理電路對傳感器輸出交流信號進行緩沖放大，并使用上位機對傳感器輸出交流電壓信號的幅值和相位計算得到傳感器極間電容和電導，通過傳感器極間電容和電導的變化確定樣本的特性。新西蘭的Massey大學使用FEF?傳感器海產品中有毒化學物質進行了測量，由信號發生器提供驅動信號，使用模擬電路將傳感器輸出的交流信號轉換為直流信號，利用單片機測量其幅度值，并通過標準樣本建立直流電壓與樣本特性之間的關系。華盛頓大學使用FEF?傳感器對造紙過程中紙漿含水量進行測量，采用阻抗分析儀分析傳感器輸出信號。近年來，FEF傳感器也吸引了越來越多國內學者的注意力。西南交通大學研究了FEF?傳感器在材料損傷探測中的應用，制作4種波長的傳感器，使用LCR儀對樣本進行測量實驗。西安電子科技大學將FEF傳感器應用于車輛雨刷自動控制系統中，使用阻抗分析儀測量傳感器的電容值，實現外界雨量進行測量，哈爾濱理工大學利用FEF傳感器的便攜式圍護結構含水率測量系統，基于充放電原理設計測量電路，但是由于采用直流放大，會存在較大漂移，并且電路中的CMOS開關所固有的寄生電容會影響測量精度。市售阻抗分析儀雖然中高頻精度高，抗干擾能力好，但其價格高昂，使用不便，且低頻測量效果也不盡人意。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種抗干擾強、低頻測量精度高的邊緣電場傳感器測量系統。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括開發板、電源電路、電源電路LCD、按鍵、采樣電路、DDS、調理電路、驅動電路、傳感器，其結構要點開發板分別與電源電路、電源電路LCD、按鍵、采樣電路、DDS相連，DDS、驅動電路、傳感器、調理電路、采樣電路依次相連，驅動電路與采樣電路相連。

作為一種優選方案，本發明所述開發板采用28335eZdsp開發板。

作為另一種優選方案，本發明所述采樣電路采用ADC采樣電路。

本發明有益效果。

本發明基于開發板的抗干擾強、低頻測量精度高的傳感器測量系統，完成了系統調理電路、驅動電路、數據同步采集、電源管理、人機接口等硬件模塊的設計，實現驅動信號產生、傳感器信號同步采集和預處理、掃頻測量等功能，為系統的軟件設計提供了良好的平臺。

附圖說明

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1是本發明電路原理框圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明包括開發板、電源電路、電源電路LCD、按鍵、采樣電路、DDS、調理電路、驅動電路、傳感器，開發板分別與電源電路、電源電路LCD、按鍵、采樣電路、DDS相連，DDS、驅動電路、傳感器、調理電路、采樣電路依次相連，驅動電路與采樣電路相連。

所述開發板采用28335eZdsp開發板。

所述采樣電路采用ADC采樣電路。