[發(fā)明專利]遲滯時(shí)間差型磁通門傳感器信號檢測方法

有效

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• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103336252A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉詩斌;孫曉燕;劉仕偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R33/04
• 分類號: G01R33/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁通門傳感器信號檢測方法，特別是涉及一種遲滯時(shí)間差型磁通門傳感器信號檢測方法。

背景技術(shù)

文獻(xiàn)“專利公開號是CN101545985A的中國發(fā)明專利”公開了一種雙向磁飽和的時(shí)間差磁通門傳感器，并公開了一種應(yīng)用于該傳感器的信號檢測方法。該方法將RTD磁通門輸出電壓信號經(jīng)過整形電路整形成占空比不同的矩形波信號，對該矩形波信號采樣計(jì)數(shù)，計(jì)算高電平與低電平持續(xù)時(shí)間的差值來計(jì)算時(shí)間差（T₁-T₂），從而計(jì)算待測磁場的大小。

對電壓信號進(jìn)行整形必然要設(shè)定整形閾值。上述方法中整形閾值的選取受到磁通門信號峰值大小的制約，且檢測結(jié)果受到閾值大小的影響。閾值選取越接近峰值，檢測結(jié)果越理想。然而，在有外界干擾或者被測磁場變化的情況下，輸出信號的幅值將會發(fā)生變化：若輸出信號幅值減小，則信號不會超越閾值電平，進(jìn)而整形結(jié)果中將不會產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)電平，從而導(dǎo)致測量錯(cuò)誤；若輸出信號幅值增大，則整形電路提前翻轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致測量誤差。若設(shè)定的閾值距離信號峰值較遠(yuǎn)，雖然能避免測量錯(cuò)誤，但是仍會增大測量誤差。總而言之，上述測量方法的結(jié)果與閾值選取密切相關(guān)，性能指標(biāo)的好壞依賴于閾值的選取。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有磁通門傳感器信號檢測方法依賴閾值選取致使檢測精度難以保證的不足，本發(fā)明提供一種遲滯時(shí)間差型磁通門傳感器信號檢測方法。該方法利用數(shù)字信號處理方法尋找RTD信號正脈沖峰值與負(fù)脈沖峰值在時(shí)間軸上的位置，以此計(jì)算遲滯時(shí)間差，從而計(jì)算被測磁場強(qiáng)度。本方法無需考慮閾值設(shè)置的大小對傳感器輸出性能的影響，測量結(jié)果與閾值無關(guān)，可以提高磁通門傳感器信號的檢測精度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種遲滯時(shí)間差型磁通門傳感器信號檢測方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

獲取來自于RTD磁通門傳感器的信號；將RTD信號經(jīng)過低通濾波器濾除高頻干擾，并放大到ADC輸入范圍之內(nèi)采樣為數(shù)字信號；對RTD信號正脈沖最大值附近的N1個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合；擬合曲線的最大值作為RTD信號的正脈沖峰值；擬合曲線最大值的橫坐標(biāo)作為RTD信號正脈沖峰值的時(shí)間；對RTD信號負(fù)脈沖最小值附近的N2個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合；擬合曲線的最小值作為RTD信號的負(fù)脈沖峰值；擬合曲線最小值的橫坐標(biāo)作為RTD信號負(fù)脈沖峰值的時(shí)間；根據(jù)相鄰的三個(gè)峰值點(diǎn)的時(shí)間計(jì)算遲滯時(shí)間差；根據(jù)遲滯時(shí)間差計(jì)算出外磁場。N1為大于正脈沖峰值P%的數(shù)字量的個(gè)數(shù)；N2為小于負(fù)脈沖峰值Q%的數(shù)字量的個(gè)數(shù)。

所述曲線擬合所用曲線是二次函數(shù)曲線。

所述曲線擬合所用曲線是反正切函數(shù)的導(dǎo)數(shù)曲線

所述P的取值范圍是10～30。

所述Q的取值范圍是10～30。

本發(fā)明的有益效果是：由于該方法利用數(shù)字信號處理方法尋找RTD信號正脈沖峰值與負(fù)脈沖峰值在時(shí)間軸上的位置，以此計(jì)算遲滯時(shí)間差，從而計(jì)算被測磁場強(qiáng)度。本方法無需考慮閾值設(shè)置的大小對傳感器輸出性能的影響，測量結(jié)果與閾值無關(guān)，提高了磁通門傳感器信號的檢測精度。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明遲滯時(shí)間差型磁通門傳感器信號檢測方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中用二次函數(shù)曲線擬合RTD信號的示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中用反正切函數(shù)的導(dǎo)數(shù)曲線擬合RTD信號的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例參照圖1～3。

實(shí)施例1。

獲取來自于RTD磁通門傳感器的信號；將模擬的RTD信號經(jīng)過低通濾波器并放大后送入到ADC采樣為數(shù)字信號。

用二次函數(shù)曲線來擬合峰值附近的點(diǎn)。二次函數(shù)曲線可以為開口向上的拋物線和開口向下的拋物線，分別用來擬合RTD磁通門信號的正脈沖部分和負(fù)脈沖部分。