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一種用于磁感應成像高精度相位測量的信號激勵采集裝置的制造方法

文檔序號:10298860閱讀:623來源:國知局
一種用于磁感應成像高精度相位測量的信號激勵采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電磁傳感器技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,是一種用于磁感應成像高精度 相位測量的信號激勵采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高精度的磁感應成像依賴于高精度的相位測量。而高精度的相位測量依賴于高精 度、高穩(wěn)定度的信號激勵和采集方法。
[0003] 傳統(tǒng)的激勵采集系統(tǒng)所有的感應驅(qū)動和采集器在激勵和采集以及非激勵、非采集 的任何階段都是加電。中國專利201410260579.5公開了一種用于電阻抗成像的高精度數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng),就描述了一個這樣的系統(tǒng)。
[0004] 由于一般磁感應成像測量系統(tǒng)最少16個激勵采集器,因此系統(tǒng)靜態(tài)功率消耗很 大。一個簡單的方法就是給激勵和采集按照測量時序要求,激勵的時候和采集的時候才有 電源提供。但是當激勵和采集的時候才接通電源是不行的,因為電路從啟動到正常工作需 要一定的穩(wěn)定時間。所以一般采用預熱手段,就是當下一個測量時序需要激勵和采集的收 發(fā)器,在上一組收發(fā)器工作的時候提前接通電源預熱,而加電時間長短同樣會影響高精度 信號采集的精確度。這樣就需要各個收發(fā)器需要一個均衡的預熱時間。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中混頻導致系統(tǒng)溫漂增大,降低系統(tǒng)功耗及簡化裝置的技術(shù)目 的,本實用新型提出了一種靜態(tài)功率消耗低、收發(fā)器使用和預熱均勻、加電時間合理,從而 獲得高精度、高穩(wěn)定度的用于磁感應成像高精度相位測量的信號激勵采集裝置。
[0006] 為了實現(xiàn)本實用新型的目的,本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007] 本實用新型公開了一種用于磁感應成像高精度相位測量的信號激勵采集裝置,裝 置包括至少16個激勵采集器、激勵采集器分別與采集放大器、激勵放大器,采集放大器連接 有多路開關(guān)1,激勵放大器連接有多路開關(guān)2,激勵采集器還連接有電源開關(guān)時序控制器。
[0008] 作為進一步地改進,本實用新型所述的電源開關(guān)時序控制器包括電源開關(guān)和多路 開關(guān)3,激勵采集器與電源之間設(shè)置有電源開關(guān),電源開關(guān)連接有多路開關(guān)3。
[0009] 作為進一步地改進,本實用新型所述的激勵采集器呈環(huán)形布局。
[0010] 作為進一步地改進,本實用新型所述的激勵采集器為16個。
[0011] 作為進一步地改進,本實用新型所述的多路開關(guān)1連接控制采集放大器,多路開關(guān) 2連接控制激勵放大器,多路開關(guān)連接控制電源開關(guān)。
[0012] 作為進一步地改進,本實用新型所述的激勵采集器是激勵線圈或采集線圈或預熱 線圈或斷電線圈。
[0013] 作為進一步地改進,本實用新型所述的激勵線圈是多路開關(guān)3控制電源開關(guān)連通, 多路開關(guān)2控制激勵放大器工作;采集線圈是多路開關(guān)3控制電源連通,多路開關(guān)1控制采集 放大器工作;預熱線圈是多路開關(guān)3控制電源連通,激勵放大器與采集放大器不工作;斷電 線圈是電源開關(guān)斷開,激勵放大器與采集放大器不工作。
[0014] 作為進一步地改進,本實用新型所述的激勵線圈的激勵狀態(tài)、采集線圈的采集狀 態(tài)、預熱線圈的預熱狀態(tài)或斷電線圈的斷電狀態(tài)由空間均衡原則進行順序控制。
[0015] 作為進一步地改進,本實用新型所述的激勵采集器的線圈中,由多路開關(guān)3同時控 制電源開關(guān)連通的數(shù)量是3個或者4個。
[0016] 本實用新型的有益技術(shù)效果如下:
[0017] 本實用新型公開了一種靜態(tài)功率消耗低、收發(fā)器使用和預熱均勻、加電時間合理, 從而獲得高精度、高穩(wěn)定度的用于磁感應成像高精度相位測量的信號激勵采集裝置,為傳 統(tǒng)磁感應相位測量提出了一個收發(fā)器預熱、激勵、采集均衡分配的電源開關(guān)時序控制器,時 序控制起器控制只有激勵和采集的電極通電,而其他收發(fā)器斷電的方式工作,在節(jié)省靜態(tài) 電源消耗的同時,保持測量精度不受溫度的影響,保持測量精度的一致性,降低功耗,可以 減少近87.5%的收發(fā)器的靜態(tài)電流消耗。采取任一次采集都有相同數(shù)量的線圈通電預熱的 方法減小溫度對測量的影響,解決了激勵的一致性的問題,保證了所有的線圈無論作為激 勵還是采集,預熱時間是相同的,工作時間也是相同的,當前激勵電極和上一次激勵電極以 及下一次激勵電極的空間間隔也是相同的。更進一步地,采用每一次采集和激勵,當前激勵 和采集電極完成本次采集以后同時切斷電源,而由采集時預熱的另外兩個電極進行下一次 采集的激勵和采集功能,每采集一次同時預熱兩個電極,完成采集以后同時切換(一次)激 勵和采集電極的4線圈通電順序方法,解決了一個激勵線圈連續(xù)通電后由激勵轉(zhuǎn)為接收的 溫度不均勻問題,測量受溫度影響更小;最大限度的均衡了通電熱量,使得相位漂移最小。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型技術(shù)方案的第η個激勵采集器的控制結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019] 圖2為本實用新型技術(shù)方案裝置的整體硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 本實用新型公開了一種用于磁感應成像高精度相位測量的信號激勵采集裝置,圖 1為本實用新型技術(shù)方案的第η個激勵采集器的控制結(jié)構(gòu)示意圖;裝置包括16個激勵采集 器、激勵采集器分別與采集放大器、激勵放大器,采集放大器連接有多路開關(guān)1,激勵放大器 連接有多路開關(guān)2,激勵采集器還連接有電源開關(guān)時序控制器,電源開關(guān)時序控制器包括電 源開關(guān)和多路開關(guān)3,激勵采集器與電源之間設(shè)置有電源開關(guān),電源開關(guān)連接有多路開關(guān)3。
[0021] 圖2為本實用新型技術(shù)方案裝置的整體硬件結(jié)構(gòu)示意圖,激勵采集器呈環(huán)形布局, 多路開關(guān)1連接控制采集放大器,所述的多路開關(guān)2連接控制激勵放大器,所述的多路開關(guān) 連接控制電源開關(guān),激勵采集器隨著多路開關(guān)的控制可以是激勵線圈或采集線圈或預熱線 圈或斷電線圈。激勵線圈是多路開關(guān)3控制電源開關(guān)連通,多路開關(guān)2控制激勵放大器工作, 采集線圈是多路開關(guān)3控制電源連通,多路開關(guān)1控制采集放大器工作,預熱線圈是多路開 關(guān)3控制電源連通,激勵放大器與采集放大器不工作,斷電線圈是電源開關(guān)斷開,激勵放大 器與采集放大器不工作。
[0022] 現(xiàn)有的磁感應成像方法都沒有提及信號收發(fā)器激勵和采集的耗電問題。而且信號 激勵和采集順序都是基于自然順序的,有0-15個激勵線圈,則0號線圈激勵,1_15(F)順序采 集。1號線圈激勵,2-15(F),0順序采集,依次類推,然而這樣,就需要電極的激勵和采集電路 通電以后有一個溫度穩(wěn)定過程,否則測量將出現(xiàn)較大誤差。為了平衡降低功耗和預熱兩個 問題,采用三個線圈加電的方法,就是當0號線圈通電激勵,1號線圈通電采集的時候,下一 個采集線圈2號線圈開始預熱;而當0號線圈通電激勵,2號線圈通電采集的時候,下一個采 集線圈3號線圈通電預熱。這樣就兼顧了降低系統(tǒng)功耗和同時保證采集電路熱穩(wěn)定。這樣每 個激勵采集器就有3個控制端,當MUX1 (多路開關(guān)1)有效的時候,該收發(fā)器工作在采集狀態(tài); 當MUX2(多路開關(guān)2)有效的時候,該收發(fā)器工作在激勵狀態(tài);而激勵采集器是否可以工作, 決定于電源開關(guān)MUX3(多路開關(guān)3)是否有效。我們假定0為無效,1為有效,則一個激勵采集 器的工作狀態(tài)如下:
[0024] 這樣每一個激勵采集器就有四個狀態(tài),那就是斷電、預熱、激勵、采集。
[0025] 然而,由于0號線圈激勵的時候,是在其他15個順序采集的時間內(nèi)一直通電;系統(tǒng) 轉(zhuǎn)換到1號作為激勵的時候,〇號線圈的溫度就會與其他線圈有溫度不一致的問題。同時,當 〇號線圈激勵的最后一個采集線圈完成以后,系統(tǒng)按照順序轉(zhuǎn)移成為〇號通電激勵,15號通 電采集,1號線圈通電作為下一個激勵線圈的預熱,2號線圈通電作為采集線圈預熱。這樣通 常3組線圈通電的一致性被打破,同樣造成系統(tǒng)誤差。
[0026] 為了解決激勵的一致性問題,必須保證所有的線圈無論作為激勵還是采集,預熱 時間是相同的;工作時間也是相同的,為了保證預熱和工作的通電時間的一
[0027]致性,同時要保證電極遍歷和相互影響最小。
[0028] 傳統(tǒng)電極激勵和采集通電順序表如下
[0029] An = (i , j);
[0030] i
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