CN1297869C - 参数型传感器的接口电路 - Google Patents
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Abstract
参数型传感器的接口电路属于仪表和测控技术类，包括传感器、振荡器、分频器、计算机。其传感器与振荡器、分频器、计算机顺序连接。由于本发明采用了以上技术方案，因而具有以下特点：1.以传感器阻抗(电感、电容或电阻)构成振荡器，振荡器的输出信号频率(或周期)与传感器的参数成一一对应的线性单调函数关系，振荡器输出的信号并经过分频器分频后作为参数型传感器接口电路的最后输出信号，因而测量精度高。2.振荡器的输出经过分频后降低了信号的频率，提高了信号抗干扰的能力和计算机测量信号(周期)的精度。3.整体结构简单易制造，产品体积小，灵敏度高；且成本低，测量范围广，操作方法简单灵活，市场前景广阔，社会和经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于仪表和测控技术类，尤其涉及传感器的接口电路。
背景技术
参数型传感器是传统的传感器，在各种各样的非电量测量中被广泛应用。通常的传感器其信号电路是把传感器的参数变化转换成电压信号，然后经过放大和滤波等处理后，由模数转换器转换成计算机可以处理的数字信号。但是，这样的电路结构十分复杂，体积也较大，成本极高，抗干扰性能也极差。同时，在应用过程中参数型传感器的参数，如电阻、电容或电感，在测量环境影响下时常要发生改变，因而测量精确度并不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种参数型传感器的接口电路，解决上述难题，以满足电路结构简单，抗干扰性能好，提高测量精度等多方面的需要。
本发明的目的是这样实现的：参数型传感器的接口电路，包括传感器、振荡器、分频器、计算机。其传感器与振荡器、分频器、计算机顺序连接。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：
1，以传感器阻抗(电感、电容或电阻)构成振荡器，振荡器的输出信号频率(或周期)与传感器的参数为一一对应的线性单调函数关系，振荡器的输出信号再经过分频器分频后作为参数型传感器接口电路的最后输出信号，因而测量精度高。
2，振荡器的输出经过分频后降低了信号的频率，提高了信号抗干扰的能力和计算机测量信号(周期)的精度。
3，整体结构简单易制造，产品体积小，灵敏度高；且成本低，测量范围广，操作方法简单灵活，市场前景广阔，社会和经济效益显著。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理框图；
图2是图1中的一种电感式振荡器的电路原理示意图；
图3是图1中的一种电容式振荡器的电路原理示意图；
图4是图1中的一种电阻式振荡器与分频器的电路原理示意图。
图中：
1、传感器 2、振荡器 3、分频器 4、计算机 5、反相器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述：
在图1中，参数型传感器的接口电路，由传感器1、振荡器2、分频器3、计算机(微处理器)4构成，其传感器1由导体与振荡器2、分频器3、计算机4顺序连接。
其中，传感器1，用于采集各种各样的非电量测量参数信号；其可采用电感式传感器，也可采用电容式传感器，或电阻式传感器。
振荡器2，用于产生振荡的输出信号频率(或周期)与传感器1的参数形成单调函数关系(一一对应关系，通常为线性关系)：其可采用电感，或电容、电阻构成振荡器。
分频器3，用于将振荡器2的输出信号经过分频后，作为参数型传感器接口电路的最后输出信号。分频器3可以采用74HC4040，或其它型号。
计算机(微处理器)4，用于将分频器3输入的测量频率或周期的信号，经识别、分类、计算、处理，即可得到非电量测量参数信号的精确测量值；其可采用89C51，或其它型号。
在图2中，本发明的电感式振荡器的电路，振荡器由第一晶体三极管(T1)、第二晶体三极管(T2)、电感(Lx)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)构成，其输入端(Vcc)与第二晶体三极管(T2)、第五电容(C5)、电感(Lx)、第一电容(C1)、接地极顺序连接；输入端(Vcc)与第一电阻(R1)、第一晶体三极管(T1)基极顺序连接，第二电阻(R2)、第二电容(C2)的一端分别与第一晶体三极管(T1)基极连接，另一端分别与接地极连接；输入端(Vcc)与第三电阻(R3)、第一晶体三极管(T1)集电极和发射极、第四电阻(R4)、接地极顺序连接；第三电容(C3)分别与第一晶体三极管(T1)发射极、第五电容(C5)连接，第四电容(C4)分别与第一晶体三极管(T1)发射极、接地极连接；第六电阻(R6)分别与第二晶体三极管(T2)发射极、接地极连接；输出端(Vo)与第二晶体三极管(T2)发射极连接。
在图3中，本发明的一种电容式振荡揣的电路，由电容传感器Cx、反相器5、电阻R构成，其反相器5的输入端与电容传感器1、接地极顺序连接，电阻R与反相器5的输入端、输出端相连接。本实施例中利用反相器5使信号相位反相，来形成振荡电路。其反相器5可采用74HC68，或其它型号。
本实施例中，为适应多种控制和调节的需要，也可将电容传感器1置换为固定电容，而将电阻R置换为电阻式传感器，同样也可达到形成多谐振荡电路的作用、功能和效果。
在图4中，本发明的一种电阻式振荡器与分频器的电路，其由电阻式传感器Rx、电阻Rs、电容Cx、分频器3构成。其中，分频器3采用74HC4060型，其构成振荡器和分频器共一的集成化振荡器，电阻式传感器Rx、电阻Rs、电容Cx的一端分别与分频器3的第10脚、第11脚、第9脚连接，另一端共同相连接。
本实施例中，为适应多种控制和调节的需要，也可将电阻式传感器Rx，置换为固定电阻器，而将电容Cx置换成电容式传感器，同样也可达到本实施例的作用、功能和效果。
由上所述，本发明在实际工作时，首先由传感器1输入被检测的非电量测量参数信号。接着由振荡器2，产生振荡。由于振荡器2的输出信号周期与传感器参数(电阻、电容或电感)的变化成正比，即振荡器的输出信号周期与被测非电量参数的变化成正比，因而可以得到良好的线性关系。而后振荡器2的输出信号经分频器3分频后，降低了信号频率，拓展了信号周期，在采用同样的时钟脉冲测量N分频后的信号周期，就可以提高精度
倍。最后经分频器3分频后的信号，由计算机(微处理器)4进行计算、处理，即可得到非电量测量参数信号的精确测量值。
Claims (6)
1.一种参数型传感器的接口电路，包括传感器、振荡器、分频器、计算机，其特征在于，传感器与振荡器、分频器、计算机顺序连接，所述振荡器由第一晶体三极管(T1)、第二晶体三极管(T2)、电感(Lx)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)构成，其输入端(Vcc)与第二晶体三极管(T2)、第五电容(C5)、电感(Lx)、第一电容(C1)、接地极顺序连接；输入端(Vcc)与第一电阻(R1)、第一晶体三极管(T1)基极顺序连接，第二电阻(R2)、第二电容(C2)的一端分别与第一晶体三极管(T1)基极连接，另一端分别与接地极连接；输入端(Vcc)与第三电阻(R3)、第一晶体三极管(T1)集电极和发射极、第四电阻(R4)、接地极顺序连接；第三电容(C3)分别与第一晶体三极管(T1)发射极、第五电容(C5)连接，第四电容(C4)分别与第一晶体三极管(T1)发射极、接地极连接；第六电阻(R6)分别与第二晶体三极管(T2)发射极、接地极连接；输出端(Vo)与第二晶体三极管(T2)发射极连接。
2.根据权利要求1所述的一种参数型传感器的接口电路，其特征在于，传感器为电感式传感器。
3.根据权利要求1所述的一种参数型传感器的接口电路，其特征在于，传感器为电容式传感器。
4.根据权利要求1所述的一种参数型传感器的接口电路，其特征在于，传感器为电阻式传感器。
5.根据权利要求1或3所述的一种参数型传感器的接口电路，其特征在于，振荡器由电容传感器(Cx)、反相器(5)、电阻(R)构成，其反相器(5)的输入端与电容传感器(1)、接地极顺序连接，电阻(R)与反相器(5)的输入端、输出端相连接。
6.根据权利要求1所述的一种参数型传感器的接口电路，其特征在于，振荡器与分频器的电路，由电阻式传感器(Rx)、电阻(Rs)、电容(Cx)、分频器(3)构成，其分频器(3)为74HC4060型，电阻式传感器(Rx)、电阻(Rs)、电容(Cx)的一端分别与分频器(3)的第10脚、第11脚、第9脚连接，另一端共同相连接。
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1399182A CN1399182A (zh) | 2003-02-26 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4848923A (en) * | 1986-10-04 | 1989-07-18 | W.C. Heraeus Gmbh | Method and system to transmit signals being generated by a measuring sensor, and specifically a temperature sensor |
| CN2264383Y (zh) * | 1995-01-24 | 1997-10-08 | 国家教育委员会教学仪器研究所 | 物理实验计算机接口 |
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2002
- 2002-09-10 CN CNB021296677A patent/CN1297869C/zh not_active Expired - Fee Related
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