[发明专利]一种用于悬丝摆式加速度传感器的伺服信号检测电路

说明书

一种用于悬丝摆式加速度传感器的伺服信号检测电路，其特征在于，包括:高频振荡器件、电压偏置器件、直流耦合器件、高频反馈器件、高频耦合器件、差动电感器件、波形整形器件；电压偏置器件通过直流耦合器件与高频振荡器件连接；高频反馈器件一端与高频振荡器件连接，另一端与电压偏置器件，控制高频振荡器件的频率稳定性；高频振荡器件通过高频耦合器件与差动电感器件连接，为差动电感器件输入高频信号；差动电感器件与波形整形器件连接，输出高频交流电压信号。可解决现有伺服信号检测电路寄生参数大、抗干扰性差、测量误差大、体积大、重量大、可靠性低、寿命短等问题。本技术方案可广泛应用于悬丝摆式加速度传感器的差动电感检测技术领域中。

技术领域

本发明涉及加速度传感器技术领域，具体来说，属于悬丝摆式加速度传感器领域，更进一步来说，涉及伺服信号检测技术。

背景技术

悬丝摆式加速度计模拟伺服电路部分的伺服信号检测电路，是用于将差动电感转换为幅值与之对应的电压信号，经后续的积分电路和放大电路将电压信号转换为直流电流，再反馈到力矩线圈中，产生的电磁力矩将悬丝摆组件拉回到无加速度时的平衡位置，反馈电流的大小就反映了加速度的值。悬丝摆式加速度计中悬丝摆式加速度传感器的检测的精度决定整个系统的精度。目前悬丝摆式加速度传感器中的差动电感检测电路，主要由分离元器件组成，分离元器件除体积大之外，分离元器件之间由于连线较长、相互匹配性差等原因，造成现有差动电感检测系统寄生参数大、抗干扰性差、测量误差大、体积大、重量大、可靠性低、寿命短等问题，限制了悬丝摆式加速度计在微型化、高可靠、长寿命、高精度等方面的深化和使用。目前悬丝摆式加速度传感器的检测精度只能达到10^-5g量级，基本能够满足中高精度的导航系统的使用。但是随着现代导航系统的快速发展，对加速度计的精度的要求越来越高，所以导航系统对数字转换电路的精度要求越来越高，目前的悬丝摆式加速度传感器的检测精度已远远不能满足日益发展的需求。

发明内容

本发明提供了一种用于悬丝摆式加速度传感器的伺服信号检测电路，以克服现有差动电感检测系统造寄生参数大、抗干扰性差、测量误差大、体积大、重量大、可靠性低、寿命短等问题。

为了达到以上目的，本发明采用一体化半导体单片集成电路技术方案进行实现，提供一种用于悬丝摆式加速度传感器的伺服信号检测电路，其特征在于，包括:高频振荡器件、电压偏置器件、直流耦合器件、高频反馈器件、高频耦合器件、差动电感器件、波形整形器件；

所述电压偏置器件通过所述直流耦合器件与所述高频振荡器件连接，为所述高频振荡器件提供偏置电压；

所述高频反馈器件一端与所述高频振荡器件连接，另一端与所述电压偏置器件，控制所述高频振荡器件的频率稳定性；

所述高频振荡器件通过所述高频耦合器件与所述差动电感器件连接，为所述差动电感器件输入高频信号；

所述差动电感器件与所述波形整形器件连接，输出高频交流电压信号。

除差动电感器件为悬丝摆式加速度计表头部分的差动电感外，其余电路采用一体化半导体单片集成电路技术方案进行集成，所述一体化半导体单片集成电路中的每个元器件均设计为采用现行半导体集成电路工艺可进行集成。伺服信号检测电路原理框图如图1所示。

所述伺服信号检测电路的工作原理为：由电压偏置器件产生一个偏置电压，提供给高频振荡器件，确保高频振荡器件工作在组成该电路的所有元器件的线性区，通过对所述高频振荡器件中的电容和电感的组合设置，产生所需频率的高频信号，经过高频反馈器件进行频率稳定控制，将高频信号被引入到差动电感器件中，所述差动电感器件被悬置与被检测物体两侧的两个参数相同的检测线圈电感中，两个检测线圈电感两端的输出电压经过通过波形整形器件后，将高频信号转换为高频交流电压信号，该高频交流电压信号与被检测物体加速度大小成比例关系，实现对被检测物体加速度大小变化的检测。

所述高频信号为高频正弦波信号。