[發(fā)明專利]一種感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置與方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011581275.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN112748384A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫新新;常瑩;趙華;張永攀;王平;張琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航天計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類號(hào): G01R35/00
• 分類號(hào): G01R35/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：包括依次連接的上位機(jī)及控制系統(tǒng)、交變電流源、電流測(cè)量系統(tǒng)及交變磁場(chǎng)線圈；

交變電流源用于根據(jù)上位機(jī)及控制系統(tǒng)的指令輸出精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)；

電流測(cè)量系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)電阻與數(shù)字多用表，標(biāo)準(zhǔn)電阻用于將交變電流源輸出的精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；數(shù)字多用表用于采集標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓數(shù)據(jù)；

交變磁場(chǎng)線圈用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)信號(hào)；被校對(duì)象感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量磁場(chǎng)信號(hào)，輸出測(cè)量電流；

上位機(jī)及控制系統(tǒng)內(nèi)儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)以下步驟：

步驟1、控制交變電流源輸出精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)；

步驟2、將數(shù)字多用表采集標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓數(shù)據(jù)換算成標(biāo)準(zhǔn)電流參數(shù)，與被校對(duì)象感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量得到的電流參數(shù)作對(duì)比，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：交變電流源包括ACDC模塊、FPGA+DSP主控制器、高精度時(shí)鐘模塊、觸摸屏、高精度DAC、可控功率電源、功率耗散MOS陣列、精密線性控流電路與線性反饋及補(bǔ)償電路；

ACDC模塊用于將市電電源輸出的220V交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出給FPGA+DSP主控制器供電；

高精度時(shí)鐘模塊用于時(shí)鐘同步，保證FPGA+DSP主控制器信號(hào)時(shí)鐘頻率同步；

根據(jù)上位機(jī)及控制系統(tǒng)發(fā)出的指令利用觸摸屏向FPGA+DSP主控制器輸入電流波形參數(shù)，電流波形參數(shù)包括上升時(shí)間、下降時(shí)間、拐點(diǎn)時(shí)間、上升階段幅值、下降階段幅值及拐點(diǎn)幅值參數(shù)；

FPGA+DSP主控制器將電流波形參數(shù)轉(zhuǎn)化為幅值參數(shù)和時(shí)間參數(shù)，將幅值參數(shù)傳遞給可控功率電源，將時(shí)間參數(shù)傳遞給高精度DAC；

可控功率電源用于根據(jù)FPGA+DSP主控制器發(fā)送的幅值參數(shù)輸出電壓至功率耗散MOS陣列；

功率耗散MOS陣列用于提升可控功率電源的輸出功率；

高精度DAC用于根據(jù)FPGA+DSP主控制器發(fā)送的時(shí)間參數(shù)輸出交流控制信號(hào)，作為精密線性控流電路的輸入；

精密線性控流電路用于接收交流控制信號(hào)并控制功率耗散MOS陣列工作在線性工作區(qū)，最終輸出目標(biāo)交流電流源信號(hào)；

線性反饋及補(bǔ)償電路用于補(bǔ)償精密線性控流電路信號(hào)輸出，進(jìn)而控制精密線性控流電路輸出精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：交變磁場(chǎng)線圈采用四環(huán)Barker線圈。

4.一種感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在上位機(jī)及控制系統(tǒng)設(shè)定輸出電流波形參數(shù)，包括上升時(shí)間、下降時(shí)間、拐點(diǎn)時(shí)間、上升階段幅值、下降階段幅值及拐點(diǎn)幅值參數(shù)；

步驟2、交變電流源根據(jù)電流波形參數(shù)輸出精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)；

步驟3、精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，采集電壓信號(hào)，得到電壓曲線，將電壓曲線轉(zhuǎn)化為電流曲線，通過分析及數(shù)據(jù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)電流參數(shù)；

步驟4、電壓信號(hào)通過交變磁場(chǎng)線圈轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)信號(hào)，由感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量得到測(cè)量電流參數(shù)，將測(cè)量電流參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)電流參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感應(yīng)式極性檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟2具體為：

ACDC模塊將市電電源輸出的220V交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出給FPGA+DSP主控制器供電；

高精度時(shí)鐘模塊發(fā)送時(shí)鐘同步指令，保證FPGA+DSP主控制器信號(hào)時(shí)鐘頻率同步；

根據(jù)上位機(jī)及控制系統(tǒng)發(fā)出的指令利用觸摸屏向FPGA+DSP主控制器輸入電流波形參數(shù)，電流波形參數(shù)包括上升時(shí)間、下降時(shí)間、拐點(diǎn)時(shí)間、上升階段幅值、下降階段幅值及拐點(diǎn)幅值參數(shù)；

FPGA+DSP主控制器將電流波形參數(shù)轉(zhuǎn)化為幅值參數(shù)和時(shí)間參數(shù)，將幅值參數(shù)傳遞給可控功率電源，將時(shí)間參數(shù)傳遞給高精度DAC；

可控功率電源根據(jù)FPGA+DSP主控制器發(fā)送的幅值參數(shù)輸出電壓至功率耗散MOS陣列；

功率耗散MOS陣列提升可控功率電源的輸出功率；

高精度DAC根據(jù)FPGA+DSP主控制器發(fā)送的時(shí)間參數(shù)輸出交流控制信號(hào)，作為精密線性控流電路的輸入；

精密線性控流電路接收交流控制信號(hào)并控制功率耗散MOS陣列工作在線性工作區(qū)，最終輸出目標(biāo)交流電流源信號(hào)；

線性反饋及補(bǔ)償電路補(bǔ)償精密線性控流電路信號(hào)輸出，進(jìn)而控制精密線性控流電路輸出精密目標(biāo)交流電流源信號(hào)。