CN102645582A - 一种高精度测频系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度测频系统，包括激振电路、振弦式传感器、传感器测振电路和温度补偿电路，所述传感器测振电路由放大电路、整形电路、分频电路和计数器连接组成，所述温度补偿电路由温度转换电路、放大电路和A/D转换电路连接组成。本测频系统由于采用了温度补偿电路，有效地减小了温度对振弦式传感器频率测量的影响，提高了测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量频率的仪器系统，尤其是涉及一种高精度测频系统。
背景技术
振弦式传感器具有结构简单、精度高、长期稳定性好等特点，振弦式传感器输出为频率信号，而频率信号是能获得很高测量精度信号，并且适于长距离传输也不会降低其精度，便于与微机接口，有较强的抗干扰能力。振弦式传感器是根据其谐振频率与所受的压力存在某种对应关系而工作的，由于振弦和其支座所用材料的线膨胀系数不同，因此在温度升降时频率会发生变化，即对于相同的压力，如果测试环境温度不同，振弦式传感器的谐振频率也会不同，因此会给测量带来误差。现有的基于振弦式传感器的测频仪，由于测试环境温度和温度补偿效果的原因，测试精度往往会受到影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供可以减小温度对振弦式传感器频率测量的影响，测量精度高的测频系统。
为解决上述技术问题，本发明采用了一种高精度测频系统，包括激振电路、振弦式传感器、传感器测振电路和温度补偿电路，所述传感器测振电路由放大电路、整形电路、分频电路和计数器连接组成，所述温度补偿电路由温度转换电路、放大电路和A/D转换电路连接组成。
系统通过单片机控制激振电路对弦进行激励，使振弦式传感器输出频率信号，由单片机的I/O口发出脉冲，利用高频变压器和倍压电路升压，产生高压脉冲激励振弦使之振动。
振弦式传感器是频率型传感器，其线圈既是激振线圈又是拾振线圈，本发明采用的是单线圈振弦传感器，激振和拾振分时进行。在振弦振起来以后，撤去激振信号，被激励的振弦产生共振，通过感应线圈将其转换成正弦信号输出，其输出是毫伏级信号，且是衰减的，持续时间一般不超过1s。所以本发明设计了频率信号的放大电路和整形电路，对感应出来的信号进行滤波放大、整形，得到标准的方形信号。
本发明具有的有益效果：测频系统由于采用了温度补偿电路，有效地减小了温度对振弦式传感器频率测量的影响，提高了测试精度。
附图说明
图1是本发明的硬件结构图；
图2是补偿电路中恒流源原理框图。
具体实施方式
如图1所示是一种高精度测频系统，包括激振电路、振弦式传感器、传感器测振电路和温度补偿电路，所述传感器测振电路由放大电路、整形电路、分频电路和计数器连接组成，所述温度补偿电路由温度转换电路、放大电路和A/D转换电路连接组成。
系统通过单片机控制激振电路对弦进行激励，使振弦式传感器输出频率信号，由单片机的I/O口发出脉冲，利用高频变压器和倍压电路升压，产生高压脉冲激励振弦使之振动。
振弦式传感器是频率型传感器，其线圈既是激振线圈又是拾振线圈，本发明采用的是单线圈振弦传感器，激振和拾振分时进行。在振弦振起来以后，撤去激振信号，被激励的振弦产生共振，通过感应线圈将其转换成正弦信号输出，其输出是毫伏级信号，且是衰减的，持续时间一般不超过1s。所以本发明设计了频率信号的放大电路和整形电路，对感应出来的信号进行滤波放大、整形，得到标准的方形信号。
图2 为温度补偿电路所采用的恒流源原理框图。温度补偿原理是在传感器中封装一个热敏电阻，通过恒流源向热敏电阻提供恒定电流、在电阻两端产生电压降，此电压经过放大电路进入A/D转换电路。经测量电路，可得出热敏电阻的相应的电阻值，再根据温度与阻值的关系可得到温度值。通过振弦式传感器的数学模型：
式中：G为振弦式传感器的线性系数；K为其温度系数；为传感器初始频率；
为传感器的初始温度。
经过老化已达到稳定的传感器，G、K不变。因此只要在测频率的同时也测出传感器的温度，就能很方便地对其进行温度补偿，以提高测试精度。
热敏电阻通过恒流源得到的电压信号为模拟信号，通过A/D转换电路可将其转换成数字信号，便于单片机采集、分析和计算。
Claims (2)
1.一种高精度测频系统，包括激振电路、振弦式传感器、传感器测振电路和温度补偿电路，所述传感器测振电路由放大电路、整形电路、分频电路和计数器连接组成，其特征在于：所述温度补偿电路由温度转换电路、放大电路和A/D转换电路连接组成。
2.如权利要求1所述的一种高精度测频系统，其中所述的振弦式传感器为频率型传感器。
Priority Applications (1)
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| CN2012101085845A CN102645582A (zh) | 2012-04-15 | 2012-04-15 | 一种高精度测频系统 |
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Publications (1)
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| CN102645582A true CN102645582A (zh) | 2012-08-22 |
Family
ID=46658529
Family Applications (1)
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| CN2012101085845A Pending CN102645582A (zh) | 2012-04-15 | 2012-04-15 | 一种高精度测频系统 |
Country Status (1)
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2012
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20120822 |