[發明專利]一種驗證微分干擾變化的電路

有效

• 申請號: 201911079882.4
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110941895B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 李斌;陳潔;盧楠
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01F1/58
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種驗證微分干擾變化的電路：包括正電極電路(A)、負電極電路(B)和差分放大器(8)；其特征在于：正電極電路(A)和負電極電路(B)并聯后再接入到差分放大器(8)的兩端；正電極電路(A)由一個放大倍數為K1的放大元件(1)和一個“變壓器原理”形成的電感元件(2)經一個同向加法器(3)連接一個正電極等效阻抗元件(4)構成；負電極電路(B)由一個放大倍數為負K2的放大元件(5)和一個“變壓器工作原理”形成的電感元件(2)經一個反向加法器(6)連接一個負電極等效阻抗元件(7)構成；工作原理是三值波勵磁電流信號經過放大倍數為K1的放大元件(1)后得到與流體流量信號幅值成正比的正感應電勢信號，同時勵磁電流信號通過類似“變壓器原理”形成的電感元件(2)后等效于對勵磁電流求微分得到微分干擾信號，正感應電勢信號和微分干擾信號經過同向加法器(3)后得到正混合信號，再將正混合信號通過正電極等效阻抗元件(4)后得正電極電路(A)的檢測信號；同理三值波勵磁電流信號經過放大倍數為負K2的放大元件(5)后也得到與流體流量信號幅值成正比的負感應電勢信號，且與正電極電路(A)得到的正感應電勢信號大小相等方向相反，同樣將負感應電勢信號和微分干擾信號經過反向加法器(6)后得到負混合信號，再將負混合信號通過負電極等效阻抗元件(7)后得負電極電路(B)的檢測信號；正電極電路(A)的檢測信號、負電極電路(B)的檢測信號分別引入到差分放大器(8)的正向輸入端和反向輸入端，在差分放大器(8)內部做運算最終得出電極檢測信號。

2.根據權利要求1所述驗證微分干擾變化的電路，其特征在于：所述類似“變壓器原理”形成的電感元件(2)由一個勵磁線圈等效電感(2.1)配合一個測量回路等效電感(2.2)構成；正電極等效阻抗元件(4)由一個正測量電極接觸電阻(4.1)連接一個第一電荷傳遞電阻(4.2)和一個第一雙電層電容(4.3)構成；負電極等效阻抗元件(7)由一個負測量電極接觸電阻(7.1)連接一個第二電荷傳遞電阻(7.2)和一個第二雙電層電容(7.3)構成；差分放大器(8)由一個具有高輸入阻抗的(8.1)連接一個(8.2)構成,其放大倍數為(8.3)。

3.根據權利要求2所述驗證微分干擾變化的電路，其特征在于：所述微分干擾信號大小與勵磁線圈等效電感(2.1)值、測量回路等效電感(2.2)值、正電極等效阻抗元件(4)值和負電極等效阻抗元件(7)值有關；具體為微分干擾大小均隨三者值的增大而增大，反之亦然。

4.根據權利要求1所述驗證微分干擾變化的電路，其特征在于：對正電極電路(A)、負電極電路(B)進行等效電路分析，根據運算阻抗法求出正負感應電勢信號非零和零時差分放大器(8)的輸出表達式分別為：

其中：R_T1、R_T2為正負測量電極接觸電阻；R_S1、R_S2為電荷傳遞電阻；C₁、C₂為雙電層電容；R₁、R₂為差分放大器輸入電阻；A₀為差分放大器放大倍數；V_U1、V_U2為正負感應電勢信號；P₁為微分干擾信號；V_E1、V_E2為正負混合信號；L_X為勵磁線圈等效電感(2.1)；L₁為測量回路等效電感(2.2)；T₁、T₂為時間常數；V_OUT為感應電勢信號非零時差分放大器(8)的輸出信號；V_OUT0為感應電勢信號非零即只有微分干擾信號時差分放大器(8)的輸出信號。

5.根據權利要求1、2、3、4中任意一項所述驗證微分干擾變化的電路，其特征在于：僅改變勵磁線圈等效電感(2.1)值、測量回路等效電感(2.2)值、正電極等效阻抗元件(4)和負電極等效阻抗元件(7)值中的任一值，保持其它取值不變，觀察微分干擾大小隨勵磁線圈等效電感(2.1)值、測量回路等效電感(2.2)值、正電極等效阻抗元件(4)和負電極等效阻抗元件(7)值的增加而增加，減小而減小的變化情況。