专利名称：谐振式传感器基于幅频特性的闭环控制系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种谐振式传感器的闭环控制系统，特别是一种谐振式传感器基于幅频特性的闭环控制系统。
背景技术：
谐振式传感器在被测量的作用下，其敏感结构的谐振器的固有频率发生改变，敏感结构的谐振频率与谐振器的固有频率存在一一对应关系，通过测量敏感结构的谐振频率即可测得谐振器的固有频率，从而测得被测量的值。谐振式传感器的重复性、分辨力和稳定性等性能指标优秀，适于如压力、加速度、力、密度等多种参数的测量。
谐振式传感器的敏感结构需要和闭环系统结合才能工作，通常的闭环系统是同时基于谐振式传感器的敏感结构的幅频特性和相频特性的，根据谐振式传感器的敏感结构的相频特性，传感器的闭环需要满足一个相位条件；根据谐振式传感器的敏感结构的幅频特性，传感器的闭环需要满足一个幅度条件。通常的闭环控制系统包括幅度控制环节和移相环节，幅度控制器用来调节整个闭环的增益，以满足谐振式传感器自激闭环的幅度条件，移相环节用来调节整个闭环的相移，以满足谐振式传感器自激闭环的相位条件。
由于谐振式传感器是工作在一定频率范围内的，移相环节不能保证在这个频率范围内的特性都一致，而且移相环节的特性受到温度等因素的影响也会产生漂移。移相环节产生的相位漂移要由谐振式传感器的敏感结构的相移来补偿，使整个闭环系统的谐振频率产生漂移，不能精确的跟踪谐振式传感器敏感结构的固有频率，从而产生测量误差。而且移相环节在电路实现上较为复杂，在电路中补偿移相环节产生的相位漂移也比较困难。通常的幅度控制器采用自动增益调节(AGC)系统来实现，实现电路也较为复杂。
谐振式传感器的闭环控制也可以通过锁相环电路来实现，锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成，其实现电路也比较复杂。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种谐振式传感器基于幅频特性的闭环，简化了闭环电路，同时也避免了由移相环节产生的测量误差。
本发明的技术解决方案谐振式传感器基于幅频特性的闭环控制系统包括幅度检测器、控制器和激励信号发生器，控制器控制激励信号发生器产生单一频率的激励信号，激励敏感结构，幅度检测器检测敏感结构的拾振元件输出信号的幅度。当激励信号频率的增大时，若拾振元件输出信号的幅度增大，则继续增大激励信号的频率，反之减小激励信号的频率，激励信号频率的减小时，若振元件输出信号幅度增大，则继续减小激励信号的频率，反之增大激励信号的频率，进而使拾振元件输出信号的幅度达到最大值，对应的激励信号的频率即是谐振式传感器敏感结构的谐振器的谐振频率，从而实现传感器的闭环。
本发明的原理本发明采用了谐振式传感器敏感结构的幅频特性来实现传感器的闭环。如图2所示，谐振式传感器敏感结构的幅频特性的峰值(最大值)对应的频率是其谐振频率，通过改变激励信号的频率，测量各个频率点对应的谐振式传感器敏感结构的拾振元件输出信号的幅值，得到谐振式传感器敏感结构的幅频特性的峰值对应的频率是其谐振频率，从而测得谐振式传感器敏感结构的谐振频率。激励信号频率根据拾振元件输出信号的幅值的变化趋势来调节，实现了闭环系统对谐振式传感器敏感结构的谐振频率的自动跟踪，从而实现了基于谐振式传感器敏感结构幅频特性的闭环。
本发明与现有技术相比的优点由于本发明采用了谐振式传感器敏感结构的幅频特性实现传感器的闭环，避免了幅度控制器、移相环节或锁相环电路的应用，简化了传感器的闭环电路，同时也避免了由移相环节所产生的测量误差。
图1为本发明所述的谐振式传感器基于幅频特性的闭环的结构示意图；图2为本发明所述的谐振器的理论频率特性曲线图，其中图2a为幅频特性曲线图，图2b为相频特性曲线图；图3为本发明所述谐振式传感器基于幅频特性的闭环控制系统控制器的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明所述的谐振式传感器基于幅频特性的闭环的闭环控制系统2包括幅度检测器5、控制器4和激励信号发生器3，控制器4控制激励信号发生器3产生单一频率的激励信号，激励敏感结构1，幅度检测器5检测敏感结构1的拾振元件6输出信号的幅度。
如图3所示，控制器4控制激励信号发生器3产生激励信号，当激励信号频率的增大时，若拾振元件6输出信号的幅度增大，则继续增大激励信号的频率，反之减小激励信号的频率，激励信号频率的减小时，若振元件6输出信号幅度增大，则继续减小激励信号的频率，反之增大激励信号的频率，进而使拾振元件6输出信号的幅度达到最大值，对应的激励信号的频率即是谐振式传感器敏感结构1的谐振器7的谐振频率。
激励信号发生器3可以由DDS芯片实现，DDS芯片可以采用ADI公司的系列DDS芯片，如AD9852等。
幅度检测器5为模拟数字转换器或处理器实现，例如模拟数字转换器可以ADl公司的AD7671，处理器可以采用单片机C8051F120。
控制器4选用数字信号处理器DSP或单片机等实现，如TMS3206713、C8051F120等处理器。
权利要求
1.谐振式传感器基于幅频特性的闭环控制系统，其特征在于包括幅度检测器(5)、控制器(4)和激励信号发生器(3)，控制器(4)控制激励信号发生器(3)产生单一频率的激励信号，激励敏感结构(1)，幅度检测器(5)检测敏感结构(1)的拾振元件(6)输出信号的幅度，当激励信号频率的增大时，若拾振元件(6)输出信号的幅度增大，则继续增大激励信号的频率，反之减小激励信号的频率；激励信号频率的减小时，若振元件(6)输出信号幅度增大，则继续减小激励信号的频率，反之增大激励信号的频率，使拾振元件(6)输出信号的幅度达到最大值，对应的激励信号的频率即是谐振式传感器敏感结构(1)的谐振器(7)的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的谐振式传感器基于幅频特性的闭环，其特征在于所述的激励信号发生器(3)采用DDS芯片实现，或单片机或DSP处理器。
3.根据权利要求1所述的谐振式传感器基于幅频特性的闭环，其特征在于所述的幅度检测器5由模拟电路实现，或由模拟电路、模拟数字转换器和处理器实现。
全文摘要
谐振式传感器基于幅频特性的闭环控制系统包括幅度检测器、控制器和激励信号发生器，控制器控制激励信号发生器产生单一频率的激励信号，激励敏感结构，幅度检测器检测敏感结构的拾振元件输出信号的幅度。当激励信号频率的增大时，若拾振元件输出信号的幅度增大，则继续增大激励信号的频率，反之减小激励信号的频率，激励信号频率的减小时，若振元件输出信号幅度增大，则继续减小激励信号的频率，反之增大激励信号的频率，进而使拾振元件输出信号的幅度达到最大值，对应的激励信号的频率即是谐振式传感器敏感结构的谐振器的谐振频率，从而实现传感器的闭环。
文档编号G01D5/12GK1949105SQ20061011436
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者樊尚春, 蔡晨光, 邢维巍 申请人:北京航空航天大学