專利名稱：采用環(huán)型震蕩電路的數(shù)字式電壓傳感器及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器特別是采用環(huán)型震蕩電路的的數(shù)字電壓傳感器，以及將其應(yīng)用于微電阻測(cè)試儀；電樞點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)儀；電力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)儀；公路、鐵路載重車輛不停車自動(dòng)稱重儀；金屬物體觸摸感應(yīng)防盜報(bào)警器等檢測(cè)儀器時(shí)的電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電壓傳感器，對(duì)于微小模擬電壓信號(hào)的檢測(cè)一般采用直流放大后輸出模擬電壓信號(hào)，若需要數(shù)字信號(hào)輸出時(shí)則再加一級(jí)A/D轉(zhuǎn)換或壓控震蕩器，這樣不但電路復(fù)雜、功耗和體積大、可靠性降低，而且分辨率也低，一般在毫伏級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種采用環(huán)型震蕩電路的數(shù)字式電壓傳感器，可直接將微伏級(jí)的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)輸出，電路簡(jiǎn)單、功耗和體積小、可靠性高，分辨率可達(dá)0.01微伏。環(huán)型震蕩電路是利用數(shù)字集成電路的單級(jí)門(mén)的傳輸延遲時(shí)間嚴(yán)格按照電源電壓的變化而變化的特性，將奇數(shù)個(gè)非門(mén)(反向器)首尾相連構(gòu)成的。


以3個(gè)首尾相連的非門(mén)構(gòu)成的環(huán)型震蕩電路(如圖1)為例，其工作原理為當(dāng)門(mén)1的輸入為0時(shí)其輸出為1，它使門(mén)2的輸出為0，又使門(mén)3的輸出為1，這個(gè)1到達(dá)門(mén)1的輸入時(shí)，已經(jīng)過(guò)了3級(jí)門(mén)的延遲時(shí)間，它又使門(mén)1、2、3依次反相，完成一個(gè)循環(huán)，形成環(huán)型震蕩電路。門(mén)4作為緩沖輸出，可隔離負(fù)載對(duì)環(huán)型震蕩電路的影響。當(dāng)電源電壓升高或降低時(shí)，環(huán)型震蕩電路的輸出頻率也會(huì)跟隨升高和降低，以COMS數(shù)字集成電路4000系列中的6反向器4069為例，其電源電壓在1.5-18V之間變化時(shí)，環(huán)型震蕩電路的輸出頻率可在200KHZ-16MHZ之間變化。
具體實(shí)施例方式
圖2是本數(shù)字式電壓傳感器用于微電阻測(cè)試儀、電樞點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)儀、電力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)儀時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，輔助電源用于當(dāng)被測(cè)電阻很小且耐受功率較大時(shí)向電阻提供較大的電流。圖3是本數(shù)字式電壓傳感器用于公路、鐵路載重車輛不停車自動(dòng)稱重儀時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛通過(guò)時(shí)，2個(gè)地埋電極之間的電阻將有相應(yīng)變化，它使本數(shù)字式電壓傳感器輸出的頻率也有相應(yīng)變化。圖4是本數(shù)字式電壓傳感器應(yīng)用于金屬物體觸摸感應(yīng)防盜報(bào)警器時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，人體觸摸到本數(shù)字式電壓傳感器的環(huán)型震蕩電路部分時(shí)，人體感應(yīng)將使震蕩頻率有較大變化，通過(guò)后續(xù)電路可以鑒別有效信息，本數(shù)字式電壓傳感器的正電源到地之間需要精密穩(wěn)壓電源。
權(quán)利要求
1.一種傳感器特別是采用環(huán)型震蕩電路的的數(shù)字電壓傳感器，其特征是利用數(shù)字集成電路的單級(jí)門(mén)的傳輸延遲時(shí)間嚴(yán)格按照電源電壓的變化而變化的特性，將奇數(shù)個(gè)非門(mén)(反向器)首尾相連構(gòu)成的。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的數(shù)字電壓傳感器其特征是以3個(gè)首尾相連的非門(mén)構(gòu)成的環(huán)型震蕩電路(如圖1)為例，其工作原理為當(dāng)門(mén)1的輸入為0時(shí)其輸出為1，它使門(mén)2的輸出為0，又使門(mén)3的輸出為1，這個(gè)1到達(dá)門(mén)1的輸入時(shí)，已經(jīng)過(guò)了3級(jí)門(mén)的延遲時(shí)間，它又使門(mén)1、2、3依次反相，完成一個(gè)循環(huán)，形成環(huán)型震蕩電路。門(mén)4作為緩沖輸出，可隔離負(fù)載對(duì)環(huán)型震蕩電路的影響。
3.一種按照權(quán)利要求1所述的數(shù)字電壓傳感器其特征是當(dāng)電源電壓升高或降低時(shí)，環(huán)型震蕩電路的輸出頻率也會(huì)跟隨升高和降低，
4.一種按照權(quán)利要求1所述的數(shù)字電壓傳感器其特征是圖2是本數(shù)字式電壓傳感器用于微電阻測(cè)試儀、電樞點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)儀、電力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)儀時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，輔助電源用于當(dāng)被測(cè)電阻很小且耐受功率較大時(shí)向電阻提供較大的電流。
5.一種按照權(quán)利要求1所述的數(shù)字電壓傳感器其特征是圖3是本數(shù)字式電壓傳感器用于公路、鐵路載重車輛不停車自動(dòng)稱重儀時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛通過(guò)時(shí)，2個(gè)地埋電極之間的電阻將有相應(yīng)變化，它使本數(shù)字式電壓傳感器輸出的頻率也有相應(yīng)變化。
6.一種按照權(quán)利要求1所述的數(shù)字電壓傳感器其特征是圖4是本數(shù)字式電壓傳感器應(yīng)用于金屬物體觸摸感應(yīng)防盜報(bào)警器時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，人體觸摸到本數(shù)字式電壓傳感器的環(huán)型震蕩電路部分時(shí)，人體感應(yīng)將使震蕩頻率有較大變化，通過(guò)后續(xù)電路可以鑒別有效信息。
7.一種按照權(quán)利要求1所述的數(shù)字電壓傳感器其特征是本數(shù)字式電壓傳感器的正電源到地之間需要精密穩(wěn)壓電源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用環(huán)型震蕩電路的數(shù)字式電壓傳感器，可直接將微伏級(jí)的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)輸出，電路簡(jiǎn)單、功耗和體積小、可靠性高，分辨率可達(dá)0.01微伏。
文檔編號(hào)G01R19/00GK1690720SQ200410037309
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者李源 申請(qǐng)人:李源