这种间歇式激振电路复杂,通常由张驰振荡器、电磁继电器、电源等部分组成。电磁继电器的体积大、功耗大、机械触点工作可靠性欠佳,振荡器的振荡频率调节范围不大,并且调节不能在线自动实现,从而使振弦起振有时较困难[2]。当要同时监测多路振弦传感器时,电路变得更加复杂。更为严重的是继电器驱动的激振线圈是感性负载,在间歇激振时产生较大的电磁干扰,影响了监测精度,对其他电路的正常工作造成干扰。为解决这些问题,对于多路振弦传感器的扫频激振采用时分复用方法。即多路传感器共用一个扫频信号源,当要巡检某路传感器时,由选择开关将扫频信号源与此路传感器接通;用MOS FET继电器替代电磁继电器。这样,不但简化了电路,而且很好地解决了电磁干扰问题。
2 扫频激振原理0603贴片电感及电路设计
2.1 扫频激振原理[2]
扫频激振技术是用一串连续变化的频率信号扫频输出去激振振弦传感器的激振线圈。当信号的频率和振弦的固有频率相近时,振弦能迅速达到共振状态,从而可靠起振。振弦起振后,其在线圈中产生的感应电势的频率即是振弦的固有频率。由于激振信号的频率用软件控制方便,所以只要知道振弦固有频率的大致范围(通常对一种已知传感器固有频率的大致范围是确定的),就可用这个频率附近的激振信号去激发它,使振弦很快起振。
2.差模电感2 扫频激振电路的设计
相比其他系列单片机,PIC系列单片机开发环境优越,精简的指令集和单字节指令使其执行效率高[3]。芯片内部自带看门狗定时器、A/D转换器、比较模块、USART异步串口通信模块、EEPROM存储器,从而精简了电路设计,降低了成本。由于可以设置睡眠和低功耗模式,减少了电路的功耗,提高了电路的可靠性。基于PIC16F873A的多路振弦传感器的扫频激振的硬件电路如图2所示。整个硬件电路分为中央控制器、扫频激振电路、显示模块、参数输入模块、等精度测频模块、RS485通信模块等部分。
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