本實用新型涉及一種激勵電壓可配置的振弦激勵電路，是基于微控制器、數(shù)字電位器、反饋等原理的振弦激勵電路，涉及到振弦傳感器采集時的激勵電壓自動調整，可根據振弦信號幅度微弱時自動提高激勵電壓，保證采集系統(tǒng)中的信噪比，使采集系統(tǒng)具有更強的適應性能。

背景技術：

振弦式傳感器是目前國內外普遍重視和廣泛應用的一種非電量電測的傳感器。振弦式傳感器具有結構簡單、堅固耐用、抗干擾能力、測值可靠、精度與分辨力高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點；其輸出為頻率信號，便于遠距離傳輸，廣泛應用于巖土工程中。

振弦式傳感器的一般工作原理是：振弦放置在磁場中，一定方式對振弦加以激振后，振弦將會發(fā)生共振，共振的弦線在磁場中作切割磁力線運動，可在拾振線圈中感應出電勢，感應電勢的頻就是振弦的共振頻率。由力學原理可知，振弦的共振頻率與弦線所承受的張力或拉力與傳感器所承受的壓力或位移成線性關系，因此測得振弦的共振頻率即可求出待測物理量。

根據振弦傳感器的基本工作原理可知，施加在振弦上的激勵信號大小會對感應信號的幅度大小產生影響，即激勵電壓越高，感應信號越弱。傳統(tǒng)激勵方式采用固定幅度為DC12V或DC33V脈沖激勵，對于信號微弱時無法通過提高激勵信號改善信號幅度，存在一定局限性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題就在于：

（1）微控制器根據振弦信號幅度的大小，通過IIC總線控制激勵電壓輸出電壓幅度；

（2）激勵電路中的反饋電阻使用數(shù)字電位器，微控制器通過配置數(shù)字電位器改變激勵電路中的增益，從而改變激勵電壓。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的以下技術方案：

一種激勵電壓可配置的振弦激勵電路，它包括有微型控制器、升壓電路、數(shù)字電位器；

振弦傳感器分別與信號調理電路和升壓電路連接；

微型控制器分別與信號調理電路、升壓電路和數(shù)字電位器連接，升壓電路與數(shù)字電位器連接。

數(shù)字電位器作為升壓電路的輸出反饋電阻，微型控制器可通過配置數(shù)字電位器的阻值，調整輸出增益，達到控制輸出電壓的目的。

本實用新型是一種用于振弦傳感器激勵的裝置，可根據振弦傳感器感應信號幅度的大小調節(jié)激勵電壓，升壓電路輸出激勵信號施加在振弦傳感器線圈后，振弦自由振蕩產生感應信號，經過信號調理電路進行濾波后，進入微型控制器進行模數(shù)轉換，計算出幅度值，并根據幅度值調整數(shù)字點位器的阻值，從而達到調整激勵電壓大小的功能。

本實用新型的有益效果：

本實用新型為了達到激勵電壓可根據振弦傳感器自身幅度大小進行自動調整的目的，使用了微型控制器、數(shù)字電位器、振弦激勵電路、反饋電路進行設計，通過改變激勵電路的反饋網絡增益，實現(xiàn)了振弦激勵電路幅度可配置的功能。使得振弦采集設備或終端的適用性更高。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖；

圖2信號調理電路

圖3輸出電壓可調激勵電路設計

圖3中，激勵電路輸出Vout=1.25*（R2/R1+1），R2為數(shù)字電位器，微型控制通過IIC總線控制其阻值，使得激勵電壓HVCC的輸出值可配置。

具體實施方式

下面結合附圖1對本實用新型進行詳細描述：

一種激勵電壓可配置的振弦激勵電路，它包括有微型控制器5、升壓電路3、數(shù)字電位器4；

振弦傳感器1分別與信號調理電路2和升壓電路3連接；

微型控制器5分別與信號調理電路2、升壓電路3和數(shù)字電位器4連接，升壓電路3與數(shù)字電位器4連接。

微型控制器5采用STM32F105型32位處理器。

數(shù)字電位器作為升壓電路的輸出反饋電阻，微型控制器可通過配置數(shù)字電位器的阻值，調整輸出增益，達到控制輸出電壓的目的。

本實用新型是一種用于振弦傳感器激勵的裝置，可根據振弦傳感器感應信號幅度的大小調節(jié)激勵電壓，升壓電路輸出激勵信號施加在振弦傳感器線圈后，振弦自由振蕩產生感應信號，經過信號調理電路進行濾波后，進入微型控制器進行模數(shù)轉換，計算出幅度值，并根據幅度值調整數(shù)字點位器的阻值，從而達到調整激勵電壓大小的功能。

舉例說明：

微控制器采用STM32F105型32位處理器，其內置模數(shù)轉換器（ADC）等外設。振弦傳感器感應信號經過濾波電路進行信號濾波后，輸入至微型控制器的模數(shù)轉換器接口，通過模數(shù)轉換器采集首次采集的振弦信號，計算其頻率值及信號幅度大小，微型控制將采集到的振弦信號幅度值與0.8mV進行對比，判斷邏輯如下：若大于0.8mV則不需要提高激勵電壓，若小于0.8mV則需要提高激勵電壓。為了保證信號不失真，對于信號幅度大于200mV以上的信號，則降低激勵電壓幅度。

激勵電路采用NC3063型升壓器件進行實現(xiàn)，其輸出電壓值Vout=1.25*（R2/R1+1），數(shù)值值與其后端反饋電路的增益有關，按照輸出特性，一般可以將反饋網絡中的取樣電阻R1或R2設計成可調電阻即可實現(xiàn)輸出的電壓的變化?？紤]到本使用新型要實現(xiàn)自動控制，因此設計時將R2設計成數(shù)字電位器，數(shù)字電位器的輸出電阻可通過IIC總線進行設置。

微型控制器通過上一次采集的信號幅度值判斷是提高或降低激勵電壓時，為了防止過度調整，本實用新型按照上一次激勵電壓的10%的幅度進行調整。微型控制器根據所需要調整的幅度，計算數(shù)字電位器的目的阻值，而后通過IIC總線進行電阻設置。

當采集設備首次采集振弦傳感器信號時，信號經過濾波調理后輸入到微型控制器內部模數(shù)轉換器，經過數(shù)值化轉化得到信號的幅度值。當?shù)玫降男盘柗戎递^低時，微型控制器通過IIC總線配置激勵電路中的數(shù)字電位器，使其阻值增大10%，以提高激勵電壓值，使傳感器感應信號幅度提高。

當?shù)玫降男盘柗戎递^高時，為保證調理電路信號不會應幅度過高導致失真，此時微型控制器通過IIC總線配置激勵電路中的數(shù)字電位器，使其阻值降低10%，以降低激勵電壓值，使傳感器感應信號幅度降低。