[发明专利]一种阻抗式传感器信号采集系统

摘要

本发明涉及一种阻抗式传感器信号采集系统，包括电阻R₁、R₂和R，所述电阻R₁、R₂和R在磁敏材料上绕制电感后的传感器等效电阻Z_sen1和Z_sen2、芯片IC2组成电桥，其中Z_sen1和Z_sen2磁敏传感器探头特性相同，且平行放置，方向相反，设Z_sen1＝R_sen+jX，则Z_sen2＝R_sen‑jX传感器电桥臂总阻抗为Z＝Z_sen1+Z_sen2＝2R_sen；本发明通过测量V_c，即可计算出R_sen；芯片IC2内部调节因子SF调节范围为3～10V，V_c取值为‑10V＜V_c＜10V，则R_sen测量最大范围为本发明采用无相位差交流阻抗电桥，用模拟电路实现电桥平衡，提高磁敏传感器灵敏度，减小干扰，优化电路，降低成本。

主权项

1.一种阻抗式传感器信号采集系统，包括电阻R1、R2和R，其特征在于：所述电阻R1、R2和R在磁敏材料上绕制电感后的传感器等效电抗Zsen1和Zsen2、芯片IC2组成电桥，其中Zsen1和Zsen2磁敏传感器探头特性相同，且平行放置，方向相反，设Zsen1＝Rsen+jX，则Zsen2＝Rsen‑jX，传感器电桥臂总阻抗为Z＝Zsen1+Zsen2＝2Rsen；芯片IC1实现放大功能，即Vout＝A(V1‑V2)，A为芯片IC1放大倍数；Vout信号通过电路1送至IC3，电路1为峰值检波电路；IC3为自带ADC的单片机，ADC用来实现Vout峰值信号采集；根据芯片IC2特性，IC2输出VXYO为VXYO＝V2Vc，R和芯片IC2所组成的电路等效电阻可表示为：式中SF为芯片IC2内部调节因子，调节范围为3～10V；芯片IC2的SF引脚由稳压调节芯片IC4调节；单片机IC3通过控制电路4产生正弦信号，并将正弦波Vref输入到电桥；电路4由信号发生器AD9850、低通滤波和输出驱动组成；设V_ref＝Usinωt，则即V₁、V₂和V_ref同相位，为使交流电桥达到平衡，只需满足V₁、V₂幅值相等；当传感器受外界磁场变化影响导致等效电抗Zsen1和Zsen2变化时，芯片IC1输出Vout＝A(V1‑V2)发生变化，通过电路2将变化量Vc反馈给芯片IC2，从而使R和芯片IC2所组成的电路等效电阻Rctl随之改变，从而达到新的平衡；电路2为积分电路；传感器等效电阻Rsen为：在达到平衡时，即Vout＝A(V1‑V2)＝0，有：通过测量V_c，即可计算出R_sen；芯片IC2内部调节因子SF调节范围为3～10V，V_c取值为‑10V＜V_c＜10V，则R_sen测量最大范围为