[實用新型]一種鋼軌漏磁信號的差分放大裝置

有效

• 申請號: 201720432986.9
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN206920582U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 江柳慧;王平;孫亞飛;劉骕騏;白堅;祝佳航
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 施昊

技術領域

本實用新型屬于傳感器領域，特別涉及了一種鋼軌漏磁信號的差分放大裝置。

背景技術

為了分析鋼軌裂紋等缺陷，需要采集鋼軌的漏磁信號，而漏磁信號非常的小，通常只有幾毫伏到幾十毫伏，為了方便顯示，需要使用運算放大器對采集到的信號進行放大，但是普通的運算放大器不能保證原始信號放大后不超限，而且不能保證一個方向的信號分量在同一個起點，從而不便于之后的信號分析和成像顯示。

實用新型內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本實用新型旨在提供一種鋼軌漏磁信號的差分放大裝置，在保證原始信號放大后不超限的同時，保證一個方向的信號分量在同一個起點。

為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案為：

一種單通道鋼軌漏磁信號的差分放大裝置，包括差分放大器、數字電位器和微控制器，所述差分放大器的正輸入端接入鋼軌單通道信號，差分放大器的負輸入端接入偏置電壓，所述數字電位器的輸入端連接微控制器，數字電位器的輸出端連接差分放大器的控制端，數字電位器根據微處理器的控制指令來調節差分放大器的增益電阻和負輸入端偏置電壓。

基于上述技術方案的優選方案，所述差分放大器的型號為AD620。

基于上述技術方案的優選方案，所述數字電位器的型號為AD8403。

基于上述技術方案的優選方案，所述微控制器采用STM32單片機。

本實用新型還包括一種96通道鋼軌漏磁信號的差分放大裝置，包括1個微控制器和6片插接板，每片插接板用于差分放大屬于同一方向分量的16個通道信號，每片插接板上包括1個3-8譯碼器、16個AD620芯片以及8個AD8403芯片，16個AD620芯片的正輸入端一一對應輸入16個通道信號，16個AD620芯片的負輸入端輸入對應的偏置電壓，每一個AD8403芯片對應兩個AD620芯片，每個AD8403芯片的輸出端與對應的AD620芯片的控制端相連，每個AD8403芯片的輸入端與微控制器相連，3-8譯碼器的輸入端與微控制器相連，3-8譯碼器的輸出端與8個AD8403芯片的片選端相連，通過3-8譯碼器實現AD8403芯片的片選，被選中的AD8403芯片根據微處理器的控制指令來調節對應的AD620芯片的增益電阻和負輸入端偏置電壓。

采用上述技術方案帶來的有益效果：

本方實用新型易于實現對傳感器信號放大以及信號基準線調節，可用于采集非常小的漏磁信號，方便顯示，且保證原始信號放大后不超限，保證一個方向的信號分量在同一個起點，方便后面的信號分析和成像顯示。可將原始信號基準線統一調節至零點。本實用新型具有成本較低、效率較高、易于操作等優點。

附圖說明

圖1是單通道鋼軌漏磁信號的差分放大裝置框圖；

圖2是AD620芯片示意圖；

圖3是AD8403芯片示意圖；

圖4是本實用新型中單片插接板的結構圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。

一種單通道鋼軌漏磁信號的差分放大裝置，如圖1所示，包括差分放大器、數字電位器和微控制器，所述差分放大器的正輸入端接入鋼軌單通道信號，差分放大器的負輸入端接入偏置電壓，所述數字電位器的輸入端連接微控制器，數字電位器的輸出端連接差分放大器的控制端，數字電位器根據微處理器的控制指令來調節差分放大器的增益電阻和負輸入端偏置電壓。

在本實施例中，差分放大器采用AD620芯片，如圖3所示。

AD620具有高共模抑制比、低漂移、高輸入阻抗的特點，主要用途是放大噪聲環境中傳感器輸出的弱信號。本實用新型結合信號特點選用AD620芯片實現信號差分放大的功能，AD620是一款低成本，高精度的儀表放大器，使用方便。AD620儀用放大器參數如表1所示，其增益公式為：

表1

在本實施例中，數字電位器采用AD8403芯片，如圖3所示。

AD8403實現對AD620的增益電阻(放大倍數)和差分輸入端電壓的調節。AD8403是一款四通道、256位的數字控制可變電阻器，可實現50-1000歐姆數值范圍內的電阻調節。本實用新型中一塊AD8403芯片可實現對兩個通道信號的增益阻值設置和差分輸入電壓設置，設置數值由STM32傳輸控制。