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原文传递一种微量质量传感器信号检测电路

专利名称：	一种微量质量传感器信号检测电路
摘要：	本发明公开了一种微量质量传感器信号检测电路，包括传感器与信号输出单元、信号检测单元；传感器采用声表面器件；所述传感器与信号输出单元的传感器参考通道产生振荡信号作为基准参考信号，同时将此振荡信号作为传感通道的激励信号；所述信号检测单元实现传感器参考通道振荡基准参考信号和传感通道输出信号的相位跟踪，相位跟踪结果采用数字输出并和传感通道敏感区的质量变化保持比例关系。本发明克服了传统振荡法实现声表面波信号检测存在的易出现跳频或停振等现象，也避免了混频法测量所导致的测量范围受限、系统复杂等缺点。
专利类型：	发明专利
申请人：	浙江师范大学
发明人：	陈希;刘洋;陈赵江;王晖;蔡建程;丁宇
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T11:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010028483.1
公开号：	CN111157393A
分类号：	G01N5/00;G01G9/00;G;G01;G01N;G01G;G01N5;G01G9;G01N5/00;G01G9/00
申请人地址：	321004 浙江省金华市婺城区迎宾大道688号浙江师范大学
主权项：	1.一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：包括传感器与信号输出单元、信号检测单元；传感器与信号输出单元输出端和信号检测单元输入端相连。 2.根据权利要求1所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述传感器与信号输出单元包括第一金属叉指、第二金属叉指、第三金属叉指、第四金属叉指、压电基底、放大器、移相电路、敏感区；其中，第一金属叉指和第二金属叉指组成传感器参考通道，第三金属叉指和第四金属叉指组成传感通道，传感器参考通道和传感通道均为延迟型结构，第三金属叉指和第四金属叉指的中间区域为敏感区；优选地，压电基底材料为铌酸锂或钽酸锂，但不限于铌酸锂或钽酸锂材料。 3.根据权利要求2所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述传感器参考通道的第二金属叉指一端电极与地相连，另一端电极与移相电路输入端连接，移相电路输出端和放大器输入端连接，放大器输出端同时与第一金属叉指一端电极、第三金属叉指一端电极和信号检测单元中的第一放大整形电路输入端连接；第一金属叉指另一端电极与地相连；传感器传感通道的第三金属叉指另一端电极与地相连，第四金属叉指一端电极和信号检测单元中的第二放大整形电路输入端连接，另一端电极和地相连。 4.根据权利要求1所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述信号检测单元包括第一放大整形电路、第二放大整形电路、分频器、D触发器、计数器、微控制器、控制开关K1～Kn、以及信号延迟器件D1～Dn，其中，n为大于1的自然数。 5.根据权利要求4所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述第一放大整形电路和信号延迟器件D1～Dn采用串联连接，即第一放大整形电路的输出端和信号延迟器件D1的输入端连接，信号延迟器件D1的输出端与信号延迟器件D2的输入端连接，信号延迟器件Dn-1的输出端与信号延迟器件Dn的输入端连接，信号延迟器件Dn的输出端连接到D触发器的时钟输入端；第二放大整形电路的输出端同时连接至D触发器的数据输入端和分频器的输入端，分频器的输出端连接至计数器的时钟输入端，D触发器的反向数据输出端连接至计数器的计数端；计数器的数据输出端Q1～Qn分别连接至控制开关K1～Kn，同时将计数器的数据输出端Q1～Qn分别连接到微控制器的输入输出端口S1～Sn；微控制器的其中一输入输出端口控制引脚连接计数器的计数清零引脚；控制开关K1两端分别连接至信号延迟器件D1的输入端和输出端，控制开关K2两端分别连接至信号延迟器件D2的输入端和输出端，控制开关Kn-1两端分别连接至信号延迟器件Dn-1的输入端和输出端，控制开关Kn两端分别连接至信号延迟器件Dn的输入端和输出端,即控制开关K1～Kn分别控制信号延迟器件D1～Dn的输入端信号是否通过对应的信号延迟器件，需要通过时断开对应的控制开关，不需要通过时闭合对应的控制开关，将对应的信号延迟器件短路。 6.根据权利要求4所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述信号延迟器件D1～Dn由反向器、或者与非门、或者缓冲器实现，但不限于上述器件。 7.根据权利要求4所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述分频器、D触发器、计数器、微控制器和信号延迟器件D1～Dn可由离散器件实现，也可由可编辑逻辑器件FPGA或者CPLD实现。 8.根据权利要求1至3任意一项所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述传感器与信号输出单元的传感器参考通道通过第一金属叉指、第二金属叉指、移相电路和放大器组成振荡电路，产生的振荡信号作为基准参考信号，同时将此振荡信号作为传感通道的激励信号，第四金属叉指接收到的信号作为传感输出信号。 9.根据权利要求1、4、5任意一项所述的一种微量质量传感器信号检测电路，其特征在于：所述信号检测单元，实现传感器参考通道振荡基准参考信号和传感通道第四金属叉指输出信号的相位跟踪；传感器传感通道敏感区的质量变化和计数器数据输出端输出的值保持比例关系，通过微控制器读取计数器数据输出端输出的值即可得到传感通道敏感区的质量变化。
所属类别：	发明专利