[发明专利]边缘电场传感器测量系统

说明书

技术领域

本发明属于测量系统技术领域，尤其涉及一种边缘电场传感器测量系统。

背景技术

电容传感器在工业过程控制中应用广泛，通过测量电容值或改变情况可以获得所需的其他物理量，如介电常数、含水率、位移等。边缘电场 (FringingElectric Field, 简称FEF) 传感器属于电容式传感器，但它不同于普通的平行极板电容传感器，边缘电场传感器的电极处于同一平面内，由于具有单边穿透、信号强度可调以及层析成像等独特的优势，越来越多地用于样本物理特性的非接触测量。麻省理工学院最早对FEF 传感器的应用进行研究，研制了用于测量变压器油中含水量的测试系统，使用信号发生器产生扫频正弦驱动信号，制作信号调理电路对传感器输出交流信号进行缓冲放大，并使用上位机对传感器输出交流电压信号的幅值和相位计算得到传感器极间电容和电导，通过传感器极间电容和电导的变化确定样本的特性。新西兰的Massey大学使用FEF 传感器海产品中有毒化学物质进行了测量，由信号发生器提供驱动信号，使用模拟电路将传感器输出的交流信号转换为直流信号，利用单片机测量其幅度值，并通过标准样本建立直流电压与样本特性之间的关系。华盛顿大学使用FEF 传感器对造纸过程中纸浆含水量进行测量，采用阻抗分析仪分析传感器输出信号。近年来，FEF传感器也吸引了越来越多国内学者的注意力。西南交通大学研究了FEF 传感器在材料损伤探测中的应用，制作4种波长的传感器，使用LCR仪对样本进行测量实验。西安电子科技大学将FEF传感器应用于车辆雨刷自动控制系统中，使用阻抗分析仪测量传感器的电容值，实现外界雨量进行测量，哈尔滨理工大学利用FEF传感器的便携式围护结构含水率测量系统，基于充放电原理设计测量电路，但是由于采用直流放大，会存在较大漂移，并且电路中的CMOS开关所固有的寄生电容会影响测量精度。市售阻抗分析仪虽然中高频精度高，抗干扰能力好，但其价格高昂，使用不便，且低频测量效果也不尽人意。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种抗干扰强、低频测量精度高的边缘电场传感器测量系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括开发板、电源电路、电源电路LCD、按键、采样电路、DDS、调理电路、驱动电路、传感器，其结构要点开发板分别与电源电路、电源电路LCD、按键、采样电路、DDS相连，DDS、驱动电路、传感器、调理电路、采样电路依次相连，驱动电路与采样电路相连。

作为一种优选方案，本发明所述开发板采用28335eZdsp开发板。

作为另一种优选方案，本发明所述采样电路采用ADC采样电路。

本发明有益效果。

本发明基于开发板的抗干扰强、低频测量精度高的传感器测量系统，完成了系统调理电路、驱动电路、数据同步采集、电源管理、人机接口等硬件模块的设计，实现驱动信号产生、传感器信号同步采集和预处理、扫频测量等功能，为系统的软件设计提供了良好的平台。

附图说明

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括开发板、电源电路、电源电路LCD、按键、采样电路、DDS、调理电路、驱动电路、传感器，开发板分别与电源电路、电源电路LCD、按键、采样电路、DDS相连，DDS、驱动电路、传感器、调理电路、采样电路依次相连，驱动电路与采样电路相连。

所述开发板采用28335eZdsp开发板。

所述采样电路采用ADC采样电路。