基于阻抗响应的磁弹性传感器共振频率测量系统

摘要

建立了一套基于阻抗响应的磁弹性传感器共振频率测量系统,研究了该系统的共振频率测量原理,等效电路模型和磁弹性传感器共振频率测量电路.首先,介绍通过磁弹性传感器阻抗变化获取其共振频率的原理;根据磁弹性传感器对线圈阻抗的影响建立了磁弹性传感器等效模型电路.然后,设计了一种基于片上系统的阻抗测量电路.最后,验证了该磁弹性传感器共振频率测量系统的可行性和可靠性.实验结果表明:该系统测得的频率分辨率小于0.1 Hz,精度为0.5％.与传统网络分析仪系统相比,测量同一Metglas 2826MB材料所得共振频率仅相差60 Hz;测量两个长度不同的Metglas 2826MB材料所得共振频率比为0.74,与理论计算值0.8相近.另外,该系统也可用于磁弹性传感器在不同介质中的共振频率测量.得到的结果显示:设计的测量系统完全可取代昂贵庞大的网络分析仪,具有高度集成,强抗干扰,低成本和便携式测量等优点.