[實用新型]一種基于雙變壓器遠距離隔離傳輸的電容位移傳感裝置

有效

• 申請號: 201820829008.2
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN208187335U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 白彥崢;周澤兵;屈少波;吳書朝;胡明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種基于雙變壓器遠距離隔離傳輸的電容位移傳感裝置，其特征在于，包括：無源器件，第一傳輸線(41)，第二傳輸線(42)，第二變壓器(32)和有源器件；

所述第一傳輸線(41)的一端連接至所述無源器件的第一輸出端，所述第一傳輸線(41)的另一端連接至所述第二變壓器(32)的第一輸入端；所述第二傳輸線(42)的一端連接至所述無源器件的第二輸出端，所述第二傳輸線(42)的另一端連接至所述第二變壓器(32)的第二輸入端；所述有源器件的第一輸入端連接至所述第二變壓器(32)的輸出端，所述有源器件的第二輸入端用于連接載波信號；

所述無源器件的輸入端用于連接載波信號，所述無源器件根據所述載波信號輸出包含有差分電容位移信息的調制信號，所述調制信號通過所述第一傳輸線(41)和所述第二傳輸線(42)傳輸給所述第二變壓器(32)和有源器件，通過所述第一傳輸線(41)和所述第二傳輸線(42)將無源器件與有源器件遠離使得有源器件的熱耗對無源器件區域不產生影響，所述有源器件用于輸出慣性物體的相對位置信息。

2.如權利要求1所述的電容位移傳感裝置，其特征在于，所述第一傳輸線(41)和所述第二傳輸線(42)為距離大于1米小于10米的同軸電纜。

3.如權利要求1所述的電容位移傳感裝置，其特征在于，所述無源器件包括：機械敏感探頭(2)和第一變壓器(31)；

所述機械敏感探頭(2)的輸入端作為所述無源器件的輸入端，所述機械敏感探頭(2)的第一輸出端連接至所述第一變壓器(31)的第一輸入端，述機械敏感探頭(2)的第二輸出端連接至所述第一變壓器(31)的第二輸入端，所述第一變壓器(31)的第一輸出端作為所述無源器件的第一輸出端，所述第一變壓器(31)的第二輸出端作為所述無源器件的第二輸出端；

所述機械敏感探頭(2)用于探測位移運動信號，所述第一變壓器(31)用于根據位移運動信號輸出兩個橋路不平衡時的差分信號。

4.如權利要求3所述的電容位移傳感裝置，其特征在于，所述機械敏感探頭(2)包括：慣性物體(21)，第一電容(22)和第二電容(23)；

所述第一電容(22)和所述第二電容(23)分別接入所述第一傳輸線(41)的一端和所述第二傳輸線(42)的一端，當所述第一電容(22)和所述第二電容(23)的大小不相等時，所述第一變壓器(31)輸出包含有差分電容位移信息的調制信號。

5.如權利要求1-4任一項所述的電容位移傳感裝置，其特征在于，所述有源器件包括：依次連接的前置放大器(5)，信號處理電路(6)，相敏檢波電路(7)和低通濾波器(8)，所述前置放大器(5)的輸入端作為所述有源器件的第一輸入端，所述相敏檢波電路(7)的控制端作為所述有源器件的第二輸入端，所述低通濾波器(8)的輸出端作為所述有源器件的輸出端；

所述前置放大器(5)用于將包含有差分電容位移信息的調制信號轉化為電壓信號，所述信號處理電路(6)用于對所述電壓信號進行濾波處理，所述相敏檢波電路(7)用于檢測差分電容信號的振幅，所述低通濾波器(8)用于解調出慣性物體緩變的相對位置信息。

6.如權利要求4所述的電容位移傳感裝置，其特征在于，工作時，當機械敏感探頭中慣性物體在慣性系統中發生位移運動時，其與框架形成的第一電容和第二電容大小發生變化，通過載波將緩慢變化的第一電容和第二電容調制在第一變壓器中，第一傳輸線和第二傳輸線用來傳輸第一電容和第二電容的差分調制信號，差分調制信號經過第二變壓器測量后由前置放大器將其進一步放大為電壓信號，信號處理電路對放大后的信號進行調理，相敏檢波電路用于解調分離出緩慢變化的第一電容和第二電容的差分電容信號，低通濾波器用于濾除高頻信號后得到低頻差分電容信號，即實現了電容位移傳感測量。