專利名稱：磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路。
背景技術：
我國在磁致伸縮材料的研究雖起步較晚，但也取得了一些成就，但大多是關于材料本身性能的研究，應用研究卻較少見.如北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室采用一種新的制造技術，制造出磁致伸縮材料的磁致伸縮系數(shù)達200-1550ppm,重復性、一致性高，工藝易于控制，成品率高，優(yōu)于國外相同尺寸產(chǎn)品的性能，并已申明了國家專利。在利用磁致伸縮效應作為位移檢測的敏感元件研究方面，國內研究報道較少，特別是大位移磁致伸縮位移的研究，研究領域主要集中在微距離。由于國內對磁致伸縮位移傳感器需求增長，使得其在各個領域得到了廣泛的應用，但國內技術水平還落后于國外，需要進一步引進新技術，磁致伸縮位移傳感器的研究有著廣闊的市場前景。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，提供一種磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，以產(chǎn)生與Fe83Ga17材料相匹配的電流脈沖信號。實現(xiàn) 上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案:
一種磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，包括:激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊；所述激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊連接；所述激勵脈沖發(fā)射模塊將產(chǎn)生的激勵脈沖發(fā)射給所述脈沖電流發(fā)射模塊，所述脈沖電流發(fā)射模塊將激勵脈沖轉化為脈沖電流并將其發(fā)送給接口電路。所述激勵脈沖發(fā)射模塊主要由振蕩電路，分頻電路以及單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路構成，所述振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號源并發(fā)送給所述分頻電路，信號經(jīng)所述分頻電路分頻后傳輸給所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路產(chǎn)生激勵脈沖。所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器采用SNJ54121J芯片。所述脈沖電流發(fā)射模塊主要由開關電路和充放電電路構成；所述開關電路主要由三極管和mos管組成，所述充放電電路主要由聚丙烯電容組成。激勵脈沖由NPN和PNP三極管組成的所述開關電路控制mos管，從而控制聚丙烯電容的充放電，放電時產(chǎn)生的電荷(經(jīng)由高速開關二極管)轉移到波導絲上。所述MOS管采用P75N06型號。使電荷轉移充分。所述脈沖電流發(fā)射模塊還包括開關二極管，所述開關二極與所述聚丙烯充放電容連接，用于配合電荷的快速轉移。所述開關二極管包括第一開關二極管和第二開關二極管，所述第一開關二極管正端接聚丙烯充放電容的負極，另一端接地；保證電路電流形成一個回路；所述第二開關二極管負端接聚丙烯充放電容的負極，另一端接波導絲。
在以上技術方案的技術上，優(yōu)選的，激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊都設置有電容，在激勵脈沖發(fā)射模塊中，電容分別設置在震蕩電路、分頻電路以及單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路的上游，以減少電源雜波對所生成的激勵脈沖信號的干擾。使激勵脈沖的波形更加穩(wěn)定。在脈沖電流發(fā)射模塊中，電容分別設置在MOS管的上游以及聚丙烯電容的上游，使雜波信號不干擾電容的充放電。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果:
一、產(chǎn)生幅度、頻率、脈寬滿足要求的激勵脈沖，能使磁致伸縮波導絲產(chǎn)生較強的垂直于軸向的環(huán)形磁場，從而使磁致伸縮波導絲產(chǎn)生足夠大的扭轉形變；產(chǎn)生與Fe83Ga17材料相匹配的電流脈沖信號。


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圖1是本發(fā)明的結構示意 圖2是激勵脈沖發(fā)射模塊電路 圖3是脈沖電流發(fā)射模塊電路圖。
具體實施例方式下面結合試驗例及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。如圖1所示，一種磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，包括:激勵脈沖發(fā)射模塊2和脈沖電流發(fā)射模塊3 ;所述激勵脈沖發(fā)射模塊2和脈沖電流發(fā)射模塊3連接；所述激勵脈沖發(fā)射模塊2將產(chǎn)生的激勵脈沖發(fā)射給所述脈沖電流發(fā)射模塊3，所述脈沖電流發(fā)射模塊3將激勵脈沖轉化為脈沖電流并將其發(fā)送給接口電路4。如圖2所示，所述激勵脈沖發(fā)射模塊主要由振蕩電路，分頻電路以及單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路構成，所述振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號源并發(fā)送給所述分頻電路，信號經(jīng)所述分頻電路分頻后傳輸給所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路產(chǎn)生激勵脈沖。所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器采用SNJ54121J芯片。如圖3所示，所述脈沖電流發(fā)射模塊主要由開關電路和充放電電路構成；所述開關電路主要由三極管和mos管組成，所述充放電電路主要由聚丙烯電容組成。激勵脈沖由NPN和PNP三極管組成的所述開關電路控制mos管，從而控制聚丙烯電容的充放電，放電時產(chǎn)生的電荷(經(jīng)由高速開關二極管)轉移到波導絲上。所述MOS管采用P75N06型號。使電荷轉移充分。所述脈沖電流發(fā)射模塊還包括開關二極管，所述開關二極與所述聚丙烯充放電容連接，用于配合電荷的快速轉移。所述開關二極管包括第一開關二極管和第二開關二極管，所述第一開關二極管正端接聚丙烯充放電容的負極，另一端接地；保證電路電流形成一個回路；所述第二開關二極管負端接聚丙烯充放電容的負極，另一端接波導絲。在以上技術方案的技術上，優(yōu)選的，激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊都設置有電容，在激 勵脈沖發(fā)射模塊中，電容分別設置在震蕩電路、分頻電路以及單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路的上游，以減少電源雜波對所生成的激勵脈沖信號的干擾。使激勵脈沖的波形更加穩(wěn)定。在脈沖電流發(fā)射模塊中，電容分別設置在MOS管的上游以及聚丙烯電容的上游，使雜波信號不干擾電容的充放電。實施例1
電路中使用晶振和SN74LS04芯片組成震蕩信號源，產(chǎn)生震蕩信號；通過兩片SN74LS393計數(shù)器電路作為分頻器對信號進行分頻處理，并且留有開關S8以便對輸出頻率進行選擇和設置。根據(jù)要求，設計選用SN54121單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器用作單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，使所得的激勵脈沖信號脈寬可以達到ns級別，并且可以根據(jù)需要調整脈寬寬度，能夠達到波形快速翻轉和穩(wěn)定的效果。本次激勵脈沖脈寬設置為30us。激勵脈沖信號輸入后，通過一個NPN和一個PNP三極管以及可以驅動大電流的MOS管組成一個開關作用的電路，控制聚苯乙烯電容充放電，其波形如下圖所示。聚苯乙烯電容具有絕緣電阻高，電容穩(wěn)定性好，溫度系數(shù)小的特點，再配合小型的高速開關二極管1η4148,從而完成將激勵脈沖轉換成電流脈沖的功能。對于激勵脈沖周期的選擇，由磁致伸縮位移傳感器工作原理知，信號發(fā)射電路發(fā)射一個電流脈沖信號，產(chǎn)生的軸向磁場遇到位置磁鐵產(chǎn)生的磁場，由于威德曼效應會產(chǎn)生一個扭轉彈性波，由于電流脈沖的速度相當于光速，可以忽略不計，所以只需考慮發(fā)射脈沖與接收脈沖之間的時間間隔，就能計算得到活動磁環(huán)的位置.所以發(fā)射脈沖的周期必須大于扭轉彈性波在波導絲中最遠距離傳輸?shù)臅r間。由于實驗中波導絲的長度在Im左右，扭轉彈性波的傳輸速度為3000m/s，所以t=0.33ms，即脈沖周期T > 0.33ms，實踐中取T=0.8ms ο 為了產(chǎn)生足夠大的電流使波導絲產(chǎn)生形變以形成扭轉彈性波，所以實踐中電流強度的大小也很重要，由于波導 絲上的電流強度在0.5-3A最合適，所以實驗中電流應控制在此范圍內。
權利要求
1.一種磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，包括:激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊；所述激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊連接；所述激勵脈沖發(fā)射模塊將產(chǎn)生的激勵脈沖發(fā)射給所述脈沖電流發(fā)射模塊，所述脈沖電流發(fā)射模塊將激勵脈沖轉化為脈沖電流并將其發(fā)送給接口電路。
2.如權利要求1所述的磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，所述激勵脈沖發(fā)射模塊主要由振蕩電路，分頻電路以及單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路構成，所述振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號源并發(fā)送給所述分頻電路，信號經(jīng)所述分頻電路分頻后傳輸給所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路產(chǎn)生激勵脈沖。
3.如權利要求2所述的磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器采用SNJ54121J芯片。
4.如權利要求1所述的磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，所述脈沖電流發(fā)射模塊主要由開關電路和充放電電路構成；所述開關電路主要由三極管和mos管組成，所述充放電電路主要由聚丙烯電容組成； 激勵脈沖由NPN和PNP三極管組成的所述開關電路控制mos管，從而控制聚丙烯電容的充放電，放電時產(chǎn)生的電荷(經(jīng)由高速開關二極管)轉移到漆包線上。
5.如權利要求4所述的磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，所述MOS管采用P75N06型號，使電荷轉移充分。
6.如權利要求4所述的磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，所述脈沖電流發(fā)射模塊還包括開關二極管，所述開關二極與所述聚丙烯充放電容連接，用于配合電荷的快速轉移。
7.如權利要求6所述的磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，其特征在于，所述開關二極管包括第一開關二極管·和第二開關二極管，所述第一開關二極管正端接聚丙烯充放電容的負極，另一端接地；保證電路電流形成一個回路；所述第二開關二極管負端接聚丙烯充放電容的負極，另一端接波導絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路。一種磁致伸縮位移傳感器信號發(fā)射電路，包括激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊；所述激勵脈沖發(fā)射模塊和脈沖電流發(fā)射模塊連接；所述激勵脈沖發(fā)射模塊將產(chǎn)生的激勵脈沖發(fā)射給所述脈沖電流發(fā)射模塊，所述脈沖電流發(fā)射模塊將激勵脈沖轉化為脈沖電流并將其發(fā)送給接口電路，以產(chǎn)生與Fe83Ga17材料相匹配的電流脈沖信號。
文檔編號G01B7/02GK103234444SQ201310145320
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權日2013年4月24日
發(fā)明者周新志, 馮希辰, 余超 申請人:四川大學