CN112945279A - Lc传感器电路、控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于传感器技术领域，公开了一种LC传感器电路、控制方法及电子设备。所述电路设置在被测金属部件运动区域的下方，包括：微控制单元对模拟开关输出开关控制信号，使其根据开关控制信号选通振荡单元中的电感，并对激励单元输出脉冲信号，使电源端对振荡单元输入激励电流；振荡单元根据激励电流与被测金属部件生成振荡信号；检波单元根据振荡信号生成检波信号，微控制单元根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取被测金属部件的运转方向和圈数。本发明通过电流激励有效提升了感应距离；利用模拟开关选通工作回路，消除互感影响；利用检波单元将非稳态振荡信号转换为连续变化直流信号，缩短微控制单元处理信号所需时长。

Description

LC传感器电路、控制方法及电子设备

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种LC传感器电路、控制方法及电子设备。

背景技术

通过永磁体和磁感应器件的联动，将表盘上机械运转的计数信号进行数字化，并通过控制器和无线收发器进行联网和监测，是民用表计领域里最基础的做法。干簧管、霍尔和隧道磁阻传感器等检测永磁体的传感器容易受到外部磁场干扰，而导致无法工作，因此，对于被测金属部件的运转方向和圈数信号的机电转换方式，倾向于采用不含有永磁体的方案。

无需永磁体的无磁电感方案，采用交流电磁感应的方式，通过LC(电感-电容)振荡电路中的工字电感产生的磁场与表盘计数器上的金属转动片耦合形成阻尼振荡，以检测表盘读数信号。

市场上的无磁电感方案大致分为两类，一种是由半导体厂商所提供的全集成方案，该方案开发难度低，但是技术不透明，难以针对实际使用场景进行深度优化，并且与特定的供应商绑定，无法轻易被替代；另一种是完全基于分立器件实现的方案。该方案元器件数量过多，因此，整体可靠性和一致性难以把控，容错率低，不利于进行批量制造和长期稳定运行，过大的印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)占用面积和器件数量也提升了制造成本。

现有无磁电感方案有如下几个技术难点：1、感应距离，考虑到表盘玻璃厚度和结构间隙，感应距离至少需要达到6mm。对于内部压强高的湿式表，出于耐压考虑，表盘玻璃设置得更厚，感应距离需要达到10mm以上。市场上已有的方案感应距离通常可以达到6～8mm，仅能满足仅能满足最低需求，性能裕量很小。2、互感干扰，受到表盘大小和指针直径的限制。为了能够检测指针的转动方向，在表针直径范围内需要布置多路传感器，而传感器之间的互感耦合会变得非常明显，如果不能彻底关断非工作模块，互感导致的波形畸变和能量损失将严重影响传感器的探测效果。3、功耗控制，对LC振荡的非稳态模拟信号进行数字化的过程中，控制器不间断运行将会产生较大的功耗开销。4、误差和漂移，结构的微变形、组装的公差以及器件的老化漂移都会造成传感器输出的偏差，偏差的累计将导致传感器工作不稳定，甚至无法工作。如果不能在生产过程中实现自动校准，则需要逐一进行手动校准，导致生产效率低下；如果不能在工作过程中自动检测传感器本身的工作状态，故障和失效将无法预测，由此导致的损失将难以避免。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种LC传感器电路、控制方法及电子设备，旨在解决现有技术中LC传感器故障无法及时检测到的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种LC传感器电路，应用于金属部件检测，所述电路包括：微控制单元、模拟开关、激励单元、振荡单元与检波单元；其中，所述模拟开关的受控端与所述微控制单元的一输出端连接，所述模拟开关的输出端与所述振荡单元的输入端连接，所述微控制单元的另一输出端与所述激励单元的输入端连接，所述激励单元的一端接地，所述激励单元的另一端与所述振荡单元的一端连接，所述振荡单元的输出端与所述检波单元的输入端连接，所述检波单元的输出端与所述微控制单元的输入端连接；所述振荡单元中包括多个并联的电感；所述电路设置在被测金属部件运动区域的下方；

所述微控制单元，用于对所述模拟开关输出开关控制信号，以使所述模拟开关根据所述开关控制信号选通所述振荡单元中对应的电感；

所述微控制单元，还用于对所述激励单元输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元输入激励电流；

所述振荡单元，用于根据所述激励电流与所述被测金属部件生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元；

所述检波单元，用于根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元；

所述微控制单元，还用于根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取所述被测金属部件的运转方向和圈数。

可选地，所述微控制单元，还用于根据各检波信号与预设脉宽参数，判断检波信号是否失真；

所述微控制单元，还用于在检波信号失真时，根据失真的检波信号对脉冲信号进行校准。

可选地，所述电路还包括报警器；所述报警器的受控端与所述微控制单元的一端连接；

所述微控制单元，还用于在检波信号交替出现削峰失真和削谷失真时，向所述报警器发送报警控制信号，以使所述报警器输故障预警信号。

可选地，所述微控制单元，还用于各检波信号之间的相位差与预设相位关系，判断所述被测金属部件的运动区域与所述LC传感器电路的间距是否小于等于预设间距；

所述微控制单元，还用于在所述被测金属部件的运动区域与所述LC传感器电路的间距大于预设间距时，向所述报警器发送报警控制信号，以使所述报警器输故障预警信号。

可选地，所述激励单元包括：第一电阻、二极管及第一三极管；其中，

第一三极管的基极与所述微控制单元的输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述二极管的阴极连接，所述二极管的阳极与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述振荡单元的一端连接。

可选地，所述振荡单元包括：第一至第三电感及第一电容；其中，

所述第一电阻的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电容的第一端与电源端连接；

第一电感的一端与所述模拟开关的第一选通引脚连接，第二电感的一端与所述模拟开关的第二选通引脚连接，第三电感的一端与所述模拟开关的第三选通引脚连接；所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端、所述第三电感的第二端连接，所述第三电感的第二端还和所述第一电容的第二端连接，所述第一电容的第二端还和所述检波单元的一端连接。

可选地，所述检波单元包括：第二电容、第二电阻、第二三极管、第三电阻、第四电阻及第三电容；其中，

所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第二端及所述第二三极管的基极连接；

所述第二三极管的发射极与电源端连接，所述第二三极管的集电极与第三电阻的第一端、所述第三电容的第一端连接，第三电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接且接地，所述第三电容的第一端还和第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述微控制单元的输入端连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种LC传感器电路控制方法，所述控制方法基于如上所述的LC传感器电路，所述控制方法包括：

所述微控制单元对所述模拟开关输出开关控制信号，以使所述模拟开关根据所述开关控制信号选通对应的电感；

所述微控制单元对所述激励单元输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元输入激励电流；

所述振荡单元根据所述激励电流与所述表盘的金属片生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元；

所述检波单元根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元；

所述微控制单元根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取表盘读数。

可选地，所述方法还包括：

所述微控制单元根据各检波信号与预设脉宽参数，判断检波信号是否失真；

所述微控制单元在检波信号失真时，根据失真的检波信号对脉冲信号进行校准。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述LC传感器电路。

本发明通过设置一种LC传感器电路，所述电路包括：微控制单元、模拟开关、激励单元、振荡单元与检波单元；所述振荡单元中包括多个并联的电感；所述电路设置在被测金属部件运动区域的下方；所述微控制单元，用于对所述模拟开关输出开关控制信号，以使所述模拟开关根据所述开关控制信号选通所述振荡单元中对应的电感；所述微控制单元，还用于对所述激励单元输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元输入激励电流；所述振荡单元，用于根据所述激励电流与所述被测金属部件生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元；所述检波单元，用于根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元；所述微控制单元，还用于根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取所述被测金属部件的运转方向和圈数。本发明采用电流激励，使得LC振荡器可以获得数十倍于电源电压的振荡幅度，有效地提升了感应距离；通过模拟开关选通工作回路，同时断开非工作回路，使得互感电压不能不能形成电流回路，消除了互感的影响，保证了探测信号不受互感干扰；通过检波单元将非稳态的振荡信号转换为连续变化的直流信号，使得微控制单元可以定时采样进行量化，极大地缩短了工作时长，有效地降低了整体功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明LC传感器电路一实施例的第一结构示意图；

图2为本发明LC传感器电路一实施例的电路示意图；

图3为本发明LC传感器电路一实施例的第二结构示意图；

图4为本发明LC传感器电路一实施例的信号波形示意图；

图5为本发明LC传感器电路控制方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	激励单元	R1～R4	第一至第四电阻
200	振荡单元	C1～C3	第一至第三电容
				300	检波单元	L1～L3	第一至第三电感
MCU	微控制单元	D	二极管
				U	模拟开关	Q1～Q2	第一至第二三极管
400	报警器

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，图1是本发明LC传感器电路一实施例的第一结构示意图。

本发明一实施例提出一种LC传感器电路，应用于金属部件检测，具体用于金属部件周期性运动的检测，所述电路包括：微控制单元MCU、模拟开关U、激励单元100、振荡单元200与检波单元300；其中，所述模拟开关U的受控端与所述微控制单元MCU的一输出端连接，所述模拟开关U的输出端与所述振荡单元200的输入端连接，所述微控制单元MCU的另一输出端与所述激励单元100的输入端连接，所述激励单元100的一端接地GND，所述激励单元100的另一端与所述振荡单元200的一端连接，所述振荡单元200的输出端与所述检波单元300的输入端连接，所述检波单元300的输出端与所述微控制单元MCU的输入端连接；所述振荡单元200中包括多个并联的电感；所述电路设置在被测金属部件运动区域的下方。

需要说明的是，本电路是一种LC振荡电路，其作用是将通过LC振荡电路中的电感产生的磁场与进行周期性运动的被测金属部件(本实施例中以表盘计数器上的金属转动片为例进行说明)耦合形成阻尼振荡，来检测表盘计数器的转动。因此，所述电路设置在表盘的下方，以和被测金属部件进行耦合。

所述微控制单元MCU，用于对所述模拟开关U输出开关控制信号，以使所述模拟开关U根据所述开关控制信号选通所述振荡单元200中对应的电感。

需要说明的是，所述模拟开关U在本实施例中为单刀三掷式开关(具体实施中也可以为不动端更多的模拟开关，本实施例不对此进行限制)，也即，设置有三个触点，对应三条不同的通路；各通路连接振荡单元200中不同的电感，各电感之间并联，各电感的电感量相同，且各电感在物理空间上设置在表盘的金属片指针的直径范围内，以准确检测金属片指针的转动方向。

应当理解的是，所述模拟开关U还包含两个输入端，所述输入端分别接受所述开关控制信号，以选通不同的通路，使得各电感逐一被导通。

所述微控制单元MCU，还用于对所述激励单元100输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元200输入激励电流。

易于理解的是，在各电感被选通之后，所述微控制单元MCU对激励单元100输出激励信号，所述激励信号为一个高电平信号，使得激励单元100导通，电源端对振荡单元200输入激励电流。

所述振荡单元200，用于根据所述激励电流与所述被测金属部件生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元300。

需要说明的是，所述微控制单元MCU中还包含定时器，在输出高电平信号后，开启计时；同时，振荡单元200开始振荡，电感产生的磁场与表盘金属片耦合形成阻尼振荡过程。

所述检波单元300，用于根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元MCU。

需要说明的是，所述检波单元300中还包含PNP三极管，所述PNP三极管构成放大检波器，通过所述PNP三极管产生一个与振荡信号相对应的包络信号(参考图4中DML对应的曲线为包络信号的波形，S1对应于模拟开关U的IN1引脚输入的信号的波形，S2对应于模拟开关U的IN2引脚输入的信号的波形，OSC为振荡单元200的输出波形，TRG为微控制单元MCU输出的脉冲信号的波形。需要说明的是，图4中各波形仅作为举例，具体实施中，可以为其他波形。)，包络信号输入到微控制单元MCU对应的输入端口，当包络信号降低到微控制单元MCU输入端口的逻辑低电平门限时，微控制单元MCU控制定时器停止计时。

所述微控制单元MCU，还用于根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取所述被测金属部件的运转方向和圈数。

需要说明的是，通过不断循环输出开关控制信号选通电感、输出脉冲信号、获取检波信号的过程，每次选通振荡单元200中的一个电感，获得对应的定时器数值，即可得到每一路电感-电容振荡的输出。进一步地，通过各路信号之间的相位差和周期判别，即可获知表盘的转动情况，计数转动圈数便可得到被测金属部件的运转方向和圈数。

进一步地，参考图2，图2为本发明LC传感器电路一实施例的电路示意图。

所述激励单元100包括：第一电阻R1、二极管D及第一三极管Q1；其中，第一三极管Q1的基极与所述微控制单元MCU的输出端(TRG)连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极与所述二极管D的阴极连接，所述二极管D的阳极与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第一电阻R1的第一端与所述振荡单元200的一端连接。

需要说明的是，所述第一三极管Q1为NPN三极管，在基极输入高电平信号时，所述第一三极管Q1的集电极与发射极之间的通路导通，形成了第一电阻R1、二极管D到接地端的通路，由于瞬间的电压变化，振荡单元200中，电源端VCC及所述第一电容C1中储存的电能输出。

所述振荡单元200包括：第一至第三电感L1～L3及第一电容C1，其中，

所述第一电阻R1的第一端与所述第一电容C1的第二端连接，所述第一电容C1的第一端与电源端VCC连接。

第一电感L1的一端与所述模拟开关U的第一选通引脚NO0连接，第二电感L2的一端与所述模拟开关U的第二选通引脚NO1连接，第三电感L3的一端与所述模拟开关U的第三选通引脚NO2连接；所述第一电感L1的第二端、所述第二电感L2的第二端、所述第三电感L3的第二端连接，所述第三电感L3的第二端还和所述第一电容C1的第二端连接，所述第一电容C1的第二端还和所述检波单元300的一端。

需要说明的是，具体实施中，可以根据需求设置其他类型的模拟开关，以构成更多的选通线路，各线路分别对应一个电感或多个电感，本实施例中以选通线路为3个，每个线路对应一个电感为例进行说明。例如：模拟开关U根据当前的开关控制信号，选通了第二选通引脚NO1，使得第二电感L2导通，第二电感L2、第二电容C2、第二电阻R2形成通路，接收激励电流进行振荡，输出振荡信号至所述检波单元300。

所述检波单元300包括：第二电容C2、第二电阻R2、第二三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4及第三电容C2；其中，

所述第一电容C1的第二端与所述第二电容C2的第一端连接，所述第二电容C2的第一端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第二电容C2的第二端及所述第二三极管Q2的基极连接；

所述第二三极管Q1的基极与振荡单元300的输出端连接，所述第二三极管Q2的发射极与电源端VCC连接，所述第二三极管Q2的集电极与第三电阻R3的第一端、所述第三电容C3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与所述第三电容C3的第二端连接且接地，所述第三电容C3的第一端还和第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述微控制单元MCU的输入端(DML)连接。

参考图3，图3为本发明LC传感器电路一实施例的第二结构示意图。参考图4，图4为本发明LC传感器电路一实施例的信号波形示意图。

所述微控制单元MCU，还用于根据各检波信号与预设脉宽参数，判断检波信号是否失真。

所述微控制单元MCU，还用于在检波信号失真时，根据失真的检波信号对脉冲信号进行校准。

需要说明的是，随着表盘指针的转动，各路信号将呈现为随时间的周期性余弦变化，为了避免(因为安装误差、器件参数的离散性和温度时间漂移等造成波形削峰畸变等)失真而影响后续相位判别，微控制单元MCU可以通过调整激励信号的脉宽对此进行校正。

应当理解的是，具体实施中，存在出厂前的校准与使用过程中的自校准。

进一步地，出厂前自动校正：当传感器初次安装到表盘上时，传感器会采集信号，分析信号并自动调整激励脉宽。出厂前校正程度的差异体现了振荡单元200中选通各路电感-电容进行振荡之间的原始差别。

进一步地，使用中持续校正：设备实际使用过程中不断自动调整校正程度，校正程度随时间的变化体现了传感器性能的漂移。

所述电路还包括报警器400；所述报警器400的受控端与所述微控制单元MCU的一端连接；所述微控制单元MCU，还用于在检波信号交替出现削峰失真和削谷失真时，向所述报警器400发送报警控制信号，以使所述报警器400输故障预警信号。

易于理解的是，所述电路在实际运行过程中不断监测和校正漂移，当漂移程度接近校正能力极限时触发预警信号输出；当漂移程度超过了校正能力时触发故障告警功能。两个功能的结合可以及时提示用户及时进行维护排除隐患，避免造成不必要的损失。具体校正方式可以为：识别各路信号是否出现明显失真；如果出现削谷失真则增大激励脉宽，如果出现削峰失真则减小激励脉宽；循环进行“识别各路信号是否出现明显失真；如果出现削谷失真则增大激励脉宽，如果出现削峰失真则减小激励脉宽”的步骤，直到失真消除。

需要说明的是，具体实施中，若无法消除交替出现的削峰失真和削谷失真，则通过报警器400输出报警信号。

所述微控制单元MCU，还用于各检波信号之间的相位差与预设相位关系，判断所述被测金属部件的运动区域与所述LC传感器电路的间距是否小于等于预设间距；

所述微控制单元MCU，还用于在所述被测金属部件的运动区域与所述LC传感器电路的间距大于预设间距时，向所述报警器400发送报警控制信号，以使所述报警器400输故障预警信号。

需要说明的是，所述微控制单元MCU还能记录削峰失真和削谷失真对应的脉宽参数，作为使用中持续校正的临界值，当所述电路在实际使用中漂移校准达到和超过临界时，输出故障预警信号。

进一步地，当传感器和表盘分离时，各路传感器均不能有效感应到表盘金属指针的存在，则需要输出告警信号，提示用户该设备已经出现异常需要立即检查。检测各路信号的相位关系是否处于正常区间，如果不在则判定为表盘和传感器已经分离，输出报警信号。

本发明实施例，通过电流激励提升的驱动模块的输出效能，使LC振荡器可以获得数十倍于电源电压的振荡幅度，有效地提升了感应距离；通过模拟开关选通工作回路，同时断开非工作回路，使得互感电压不能不能形成电流回路，彻底消除了互感的影响，保证了探测信号不受互感干扰；通过检波将非稳态的振荡信号转换为连续变化的直流信号，通过定时采样进行量化，极大地缩短了控制器的工作时长，有效地降低了系统功耗；通过微控制单元MCU调整激励幅度，以及多路传感器之间的相关性分析，实现了感应距离自适应，实现了全生命周期内的自校准，使传感器保持在最佳工作状态。当误差接近和超过自校准能够补偿的范围时，传感器可以输出告警信号，提示用户及时进行维护和替换，在故障前消除隐患，最大程度保障用户的利益。

参考图5，图5为本发明LC传感器电路控制方法第一实施例的流程示意图。

为实现上述目的，本发明还提出一种LC传感器电路控制方法，所述控制方法基于如上所述的LC传感器电路，所述电路设置在被测金属部件运动区域的下方，所述控制方法包括：

步骤S100：所述微控制单元对所述模拟开关输出开关控制信号，以使所述模拟开关根据所述开关控制信号选通对应的电感；

需要说明的是，所述控制方法基于的电路是一种LC振荡电路，其作用是将通过LC振荡电路中的电感产生的磁场与进行周期性运动的被测金属部件(本实施例中以表盘计数器上的金属转动片为例进行说明)耦合形成阻尼振荡，来检测表盘计数器的转动。因此，所述电路设置在表盘的下方，以和表盘的金属片进行耦合。

需要说明的是，所述模拟开关U在本实施例中为单刀三掷式开关(具体实施中也可以为不动端更多的模拟开关，本实施例不对此进行限制)，也即，设置有三个触点，对应三条不同的通路；各通路连接振荡单元200中不同的电感，各电感之间并联，各电感的电感量相同，且各电感在物理空间上设置在表盘的金属片指针的直径范围内，以准确检测金属片指针的转动方向。

应当理解的是，所述模拟开关U还包含两个输入端，所述输入端分别接受所述开关控制信号，以选通不同的通路，使得各电感逐一被导通。

步骤S200：所述微控制单元对所述激励单元输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元输入激励电流；

易于理解的是，在各电感被选通之后，所述微控制单元MCU对激励单元100输出激励信号，所述激励信号为一个高电平信号，使得激励单元100导通，电源端对振荡单元200输入激励电流。

步骤S300：所述振荡单元根据所述激励电流与被测金属部件生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元；

需要说明的是，所述微控制单元MCU中还包含定时器，在输出高电平信号后，开启计时；同时，振荡单元200开始振荡，电感产生的磁场与表盘金属片耦合形成阻尼振荡过程。

步骤S400：所述检波单元根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元；

需要说明的是，所述检波单元300中还包含PNP三极管，所述PNP三极管构成放大检波器，通过所述PNP三极管产生一个与振荡信号相对应的包络信号，包络信号输入到微控制单元MCU对应的输入端口，当包络信号降低到微控制单元MCU输入端口的逻辑低电平门限时，微控制单元MCU控制定时器停止计时。

步骤S500：所述微控制单元根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取所述被测金属部件的运转方向和圈数。

需要说明的是，通过不断循环输出开关控制信号选通电感、输出脉冲信号、获取检波信号的过程，每次选通振荡单元200中的一个电感，获得对应的定时器数值，即可得到每一路电感-电容振荡的输出。进一步地，通过各路信号之间的相位差和周期判别，即可获知表盘的转动情况，计数转动圈数便可得到表盘读数。

进一步地，在步骤S500之后，所述方法还包括：所述微控制单元根据各检波信号与预设脉宽参数，判断检波信号是否失真；所述微控制单元在检波信号失真时，根据失真的检波信号对脉冲信号进行校准。

需要说明的是，随着表盘指针的转动，各路信号将呈现为随时间的周期性余弦变化，为了避免(因为安装误差、器件参数的离散性和温度时间漂移等造成波形削峰畸变等)失真而影响后续相位判别，微控制单元MCU可以通过调整激励信号的脉宽对此进行校正。

应当理解的是，具体实施中，存在出厂前的校准与使用过程中的自校准。

进一步地，出厂前自动校正：当传感器初次安装到表盘上时，传感器会采集信号，分析信号并自动调整激励脉宽。出厂前校正程度的差异体现了振荡单元200中选通各路电感-电容进行振荡之间的原始差别。

进一步地，使用中持续校正：设备实际使用过程中不断自动调整校正程度，校正程度随时间的变化体现了传感器性能的漂移。

本发明实施例，通过电流激励，使得LC振荡器可以获得数十倍于电源电压的振荡幅度，有效地提升了感应距离；通过模拟开关选通工作回路，同时断开非工作回路，使得互感电压不能不能形成电流回路，消除了互感的影响，保证了探测信号不受互感干扰；通过检波单元将非稳态的振荡信号转换为连续变化的直流信号，使得微控制单元可以定时采样进行量化，极大地缩短了工作时长，有效地降低了整体功耗。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述LC传感器电路。

由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的LC传感器电路，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LC传感器电路，其特征在于，应用于金属部件检测，所述电路包括：微控制单元、模拟开关、激励单元、振荡单元与检波单元；其中，所述模拟开关的受控端与所述微控制单元的一输出端连接，所述模拟开关的输出端与所述振荡单元的输入端连接，所述微控制单元的另一输出端与所述激励单元的输入端连接，所述激励单元的一端接地，所述激励单元的另一端与所述振荡单元的一端连接，所述振荡单元的输出端与所述检波单元的输入端连接，所述检波单元的输出端与所述微控制单元的输入端连接；所述振荡单元中包括多个并联的电感；所述电路设置在被测金属部件的运动区域的下方；

所述微控制单元，用于对所述模拟开关输出开关控制信号，以使所述模拟开关根据所述开关控制信号选通所述振荡单元中对应的电感；

所述微控制单元，还用于对所述激励单元输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元输入激励电流；

所述振荡单元，用于根据所述激励电流与所述被测金属部件生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元；

所述检波单元，用于根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元；

所述微控制单元，还用于根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取所述被测金属部件的运转方向和圈数。

2.如权利要求1所述的LC传感器电路，其特征在于，所述微控制单元，还用于根据各检波信号与预设脉宽参数，判断检波信号是否失真；

所述微控制单元，还用于在检波信号失真时，根据失真的检波信号对脉冲信号进行校准。

3.如权利要求1所述的LC传感器电路，其特征在于，所述电路还包括报警器；所述报警器的受控端与所述微控制单元的一端连接；

所述微控制单元，还用于在检波信号交替出现削峰失真和削谷失真时，向所述报警器发送报警控制信号，以使所述报警器输故障预警信号。

4.如权利要求1所述的LC传感器电路，其特征在于，所述微控制单元，还用于各检波信号之间的相位差与预设相位关系，判断所述被测金属部件的运动区域与所述LC传感器电路的间距是否小于等于预设间距；

所述微控制单元，还用于在所述被测金属部件的运动区域与所述LC传感器电路的间距大于预设间距时，向所述报警器发送报警控制信号，以使所述报警器输故障预警信号。

5.如权利要求1所述的LC传感器电路，其特征在于，所述激励单元包括：第一电阻、二极管及第一三极管；其中，

第一三极管的基极与所述微控制单元的输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述二极管的阴极连接，所述二极管的阳极与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述振荡单元的一端连接。

6.如权利要求5所述的LC传感器电路，其特征在于，所述振荡单元包括：第一至第三电感及第一电容；其中，

所述第一电阻的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电容的第一端与电源端连接；

第一电感的一端与所述模拟开关的第一选通引脚连接，第二电感的一端与所述模拟开关的第二选通引脚连接，第三电感的一端与所述模拟开关的第三选通引脚连接；所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端、所述第三电感的第二端连接，所述第三电感的第二端还和所述第一电容的第二端连接，所述第一电容的第二端还和所述检波单元的一端连接。

7.如权利要求6所述的LC传感器电路，其特征在于，所述检波单元包括：第二电容、第二电阻、第二三极管、第三电阻、第四电阻及第三电容；其中，

所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第二端及所述第二三极管的基极连接；

所述第二三极管的发射极与电源端连接，所述第二三极管的集电极与第三电阻的第一端、所述第三电容的第一端连接，第三电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接且接地，所述第三电容的第一端还和第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述微控制单元的输入端连接。

8.一种LC传感器电路控制方法，其特征在于，所述控制方法基于如权利要求1至7任一项所述的LC传感器电路，所述控制方法包括：

所述微控制单元对所述模拟开关输出开关控制信号，以使所述模拟开关根据所述开关控制信号选通对应的电感；

所述微控制单元对所述激励单元输出脉冲信号，以使电源端对所述振荡单元输入激励电流；

所述振荡单元根据所述激励电流与所述被测金属部件生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至所述检波单元；

所述检波单元根据所述振荡信号生成检波信号，并将所述检波信号输出至所述微控制单元；

所述微控制单元根据各检波信号的周期及各检波信号之间的相位差获取获取所述被测金属部件的运转方向和圈数。

9.如权利要求8所述的LC传感器电路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述微控制单元根据各检波信号与预设脉宽参数，判断检波信号是否失真；

所述微控制单元在检波信号失真时，根据失真的检波信号对脉冲信号进行校准。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至7任一项所述LC传感器电路。

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