[發(fā)明專利]一種微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用激勵(lì)信號(hào)形成單元

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510829399.9
• 申請(qǐng)日: 2015-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN105403139A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榮正;李慧妍;姜彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B7/02
• 分類號(hào): G01B7/02
• 代理公司: 上海兆豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(有限合伙) 31241
• 代理人: 屠軼凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用激勵(lì)信號(hào)形成單元。

背景技術(shù)

工程建筑、橋梁、水庫(kù)大壩等領(lǐng)域由于地質(zhì)條件、自然環(huán)境等因素的復(fù)雜性,人們?cè)谡J(rèn)識(shí)上尚有一定的局限性,還不能在設(shè)計(jì)中預(yù)見所有的工程安全問(wèn)題,從而難免潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，很多失事工程一般要經(jīng)歷從性態(tài)變化而導(dǎo)致惡化過(guò)程,因此工程安全監(jiān)測(cè)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程隱患的一種有效方法。通過(guò)儀器監(jiān)測(cè)和人工巡視檢查,對(duì)工程進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和測(cè)試,可以及時(shí)獲得工程安全的有關(guān)信息,早期發(fā)現(xiàn)工程癥狀,從而采取對(duì)策,確保工程安全。因此在工程建筑、橋梁、水庫(kù)大壩等領(lǐng)域等工程建立安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)工程進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)測(cè)是十分必要的。而微位移更是工程地基監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前多通道微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目前普遍采用線性可變差動(dòng)變壓器式傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集。多通道微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用信號(hào)采集單元普遍采用相敏檢波方式進(jìn)行對(duì)線性可變差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理。

在微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)于向線性可變差動(dòng)變壓器式傳感器輸入穩(wěn)定的穩(wěn)頻穩(wěn)幅的激勵(lì)信號(hào)，對(duì)于數(shù)據(jù)采集的精確性來(lái)講是極端重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用激勵(lì)信號(hào)形成單元，其能保證微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的主單片機(jī)向線性可變差動(dòng)變壓器式傳感器輸出穩(wěn)定的穩(wěn)頻穩(wěn)幅的激勵(lì)信號(hào)。

實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用激勵(lì)信號(hào)形成單元，包括：邏輯數(shù)字集成電路、低溫漂集成運(yùn)算放大器和漏斗型儀器放大器；

所述邏輯數(shù)字集成電路上設(shè)有A輸入接口、B輸入接口、Y輸出接口，以及GND1接口和VDD1接口，所述VDD1接口連接+3V電源，所述A輸入接口和所述B輸入接口用于接收該微位移數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中主單片機(jī)輸出的方波信號(hào)；

所述低溫漂集成運(yùn)算放大器上設(shè)有同相輸入端、反相輸入端、輸出端、同相電源和反相電源；

所述邏輯數(shù)字集成電路的Y輸出接口與所述低溫漂集成運(yùn)算放大器的反相輸入端以及同相輸入端之間設(shè)有一個(gè)濾波電路；

所述低溫漂集成運(yùn)算放大器的同相電源連接+5V電源，反相電源連接-5V電源；

所述漏斗型儀器放大器上設(shè)有IN+0.8輸入端、IN+0.4輸入端、+OUT輸出端、-OUT輸出端、IN-0.8輸入端、IN-0.4輸入端、VCOM端、VSS3端、VDD3端和NC端；其中所述IN+0.8輸入端和IN+0.4輸入端之間設(shè)有一個(gè)切換開關(guān)JP1，所述切換開關(guān)JP1通過(guò)電阻R4接地；所述IN-0.8輸入端、所述IN-0.4輸入端和所述VCOM端同時(shí)接地，所述VDD3端接+3V電源，所述VSS3端連接-3V電源，所述OUT+輸出端和所述-OUT輸出端用于輸出穩(wěn)頻穩(wěn)幅的激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)為差分信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述濾波電路包括位于所述邏輯數(shù)字集成電路和所述低溫漂集成運(yùn)算放大器之間的，并依次串聯(lián)的電阻R1和電容C2，所述電容C2上并聯(lián)有依次串聯(lián)的電容C1和電阻R3；所述電阻R1的輸出端與所述低溫漂集成運(yùn)算放大器的同相輸入端之間連接有電阻R2，所述電容C1的輸出端和所述低溫漂集成運(yùn)算放大器的輸出端連接。

進(jìn)一步的，所述切換開關(guān)JP1和所述低溫漂集成運(yùn)算放大器的輸出端之間設(shè)有極性電容E1，所述極性電容E1的正極連接所述切換開關(guān)JP1，所述極性電容E1的負(fù)極連接所述低溫漂集成運(yùn)算放大器的輸出端。

進(jìn)一步的，所述邏輯數(shù)字集成電路為德州儀器的74AUC1G08型邏輯數(shù)字集成電路；所述低溫漂集成運(yùn)算放大器為德州儀器的OPA218型低溫漂集成運(yùn)算放大器；所述漏斗型儀器放大器為亞諾德的AD8475型漏斗型儀器放大器。