本文關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)磁彈性檢測(cè)系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁彈性傳感器是一種基于磁致伸縮效應(yīng)的新興無(wú)線傳感器,它能夠以無(wú)線連接的磁場(chǎng)耦合共振檢測(cè)方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力、負(fù)載質(zhì)量、粘度等諸多物理參數(shù)的快速精確檢測(cè)。以鐵基非晶合金為主流的磁彈性傳感器具有無(wú)線無(wú)源、低成本、高靈敏度等諸多優(yōu)點(diǎn),在封閉空間內(nèi)的無(wú)損檢測(cè)、生物在體檢測(cè)等諸多應(yīng)用方向上,獲得了越來(lái)越廣泛的關(guān)注,近年來(lái)逐漸成為傳感檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),在物理、生化、尤其是生物醫(yī)學(xué)傳感器領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是目前用于開(kāi)展磁彈性傳感器研究的共振頻率電路測(cè)量系統(tǒng)基本是在阻抗法或掃頻感應(yīng)法的基礎(chǔ)上,針對(duì)某種應(yīng)用或某一類別的應(yīng)用進(jìn)行的單一化設(shè)計(jì),無(wú)法充分發(fā)揮磁彈性傳感器在多領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。針對(duì)上述問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種基于模塊化思想的磁彈性傳感器共振頻率檢測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)。通過(guò)對(duì)磁彈性傳感器的多種檢測(cè)方法,包括阻抗法和掃頻感應(yīng)法進(jìn)行原理分析,以功能相關(guān)分析為原則進(jìn)行了磁彈性傳感器共振頻率測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)的功能模塊化設(shè)計(jì),確定了包括控制模塊、交流激勵(lì)模塊、直流偏置模塊以及幅值、相位檢測(cè)模塊等不同功能的電路模塊集合,提出了各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的具體設(shè)計(jì)指標(biāo),并且進(jìn)行了這一系列功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)及制作。在這種設(shè)計(jì)下,通過(guò)不同功能模塊的組合和匹配可以組成針對(duì)不同應(yīng)用的磁彈性傳感器共振頻率測(cè)量系統(tǒng),可以很好的實(shí)現(xiàn)了一種便攜可靠、低成本、具有極強(qiáng)適應(yīng)性的磁彈性傳感器共振頻率測(cè)量解決方案。在對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行單獨(dú)性能測(cè)試后,系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分別選擇了三種具有代表性的組合模式構(gòu)建磁彈性檢測(cè)平臺(tái),開(kāi)展了磁彈性檢測(cè)的對(duì)比實(shí)驗(yàn),初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了各功能模塊的可用性及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：磁致伸縮 磁彈性傳感器 模塊電路
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318;TP212
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題背景8-10
• 1.1.1 磁致伸縮效應(yīng)及磁致伸縮材料8-9
• 1.1.2 磁彈性傳感器9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國(guó)外磁彈性傳感器檢測(cè)裝置發(fā)展10-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)磁彈性傳感器檢測(cè)裝置發(fā)展13-14
• 1.3 課題研究意義、目的和主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 1.3.1 課題研究意義14-15
• 1.3.2 課題研究目的15
• 1.3.3 課題主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 磁彈性傳感器共振及檢測(cè)原理16-24
• 2.1 磁彈性傳感器的磁場(chǎng)激勵(lì)16-18
• 2.2 磁彈性傳感器的共振模型18-20
• 2.3 磁彈性傳感器的檢測(cè)理論20-23
• 2.3.1 掃頻感應(yīng)法檢測(cè)原理20-22
• 2.3.2 阻抗法檢測(cè)原理22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 模塊化磁彈性檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案24-32
• 3.1 系統(tǒng)功能模塊化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則24-25
• 3.2 阻抗法檢測(cè)裝置模塊化設(shè)計(jì)25-27
• 3.3 掃頻感應(yīng)法檢測(cè)裝置模塊化設(shè)計(jì)27-28
• 3.4 檢測(cè)平臺(tái)整體方案設(shè)計(jì)28-29
• 3.5 本章小結(jié)29-32
• 4 模塊電路設(shè)計(jì)與測(cè)試32-66
• 4.1 微控制器與通信模塊32-35
• 4.1.1 MSP430F5529 單片機(jī)32-34
• 4.1.2 RS232 通信模塊34-35
• 4.2 交流信號(hào)發(fā)生模塊35-43
• 4.2.1 AD9850 工作原理36-37
• 4.2.2 乘法型DAC的程控實(shí)現(xiàn)37-38
• 4.2.3 放大與濾波設(shè)置38-40
• 4.2.4 交流信號(hào)發(fā)生模塊性能測(cè)試40-43
• 4.3 交流電流源模塊43-46
• 4.3.1 直流偏置電路43-44
• 4.3.2 交流電壓-電流轉(zhuǎn)換電路44-45
• 4.3.3 交流電流源模塊性能測(cè)試45-46
• 4.4 交流電壓源模塊46-48
• 4.4.1 輸出緩沖級(jí)電路46-47
• 4.4.2 交流電壓源模塊性能測(cè)試47-48
• 4.5 直流電壓源模塊48-52
• 4.5.1 直流電壓信號(hào)產(chǎn)生49-50
• 4.5.2 放大擴(kuò)流電路50-51
• 4.5.3 直流電壓源模塊測(cè)試51-52
• 4.6 幅值檢波模塊52-57
• 4.6.1 信號(hào)調(diào)理電路52-53
• 4.6.2 真有效值轉(zhuǎn)換電路53-54
• 4.6.3 AD采樣電路54-56
• 4.6.4 幅值檢波模塊性能測(cè)試56-57
• 4.7 相位檢波模塊57-62
• 4.7.1 調(diào)理限幅電路58
• 4.7.2 方波轉(zhuǎn)換電路58-59
• 4.7.3 低通濾波電路59-61
• 4.7.4 相位檢波模塊性能測(cè)試61-62
• 4.8 電源模塊62-64
• 4.9 本章小結(jié)64-66
• 5 模塊化磁彈性檢測(cè)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)測(cè)試66-80
• 5.1 阻抗法檢測(cè)平臺(tái)的搭建與測(cè)試67-72
• 5.1.1 阻抗法檢測(cè)平臺(tái)的搭建67-68
• 5.1.2 阻抗平臺(tái)重復(fù)性測(cè)試68-70
• 5.1.3 阻抗平臺(tái)傳感器尺寸改變的響應(yīng)測(cè)試70-71
• 5.1.4 阻抗平臺(tái)粘度改變的響應(yīng)測(cè)試71-72
• 5.2 掃頻感應(yīng)法檢測(cè)平臺(tái)的搭建與測(cè)試72-75
• 5.2.1 掃頻感應(yīng)法檢測(cè)平臺(tái)的搭建72-73
• 5.2.2 掃頻平臺(tái)重復(fù)性測(cè)試73-74
• 5.2.3 掃頻平臺(tái)傳感器尺寸改變的響應(yīng)測(cè)試74-75
• 5.3 無(wú)直流掃頻感應(yīng)法檢測(cè)平臺(tái)的搭建與測(cè)試75-77
• 5.3.1 無(wú)直流掃頻感應(yīng)法檢測(cè)平臺(tái)的搭建75-76
• 5.3.2 無(wú)直流掃頻平臺(tái)傳感器尺寸改變的響應(yīng)測(cè)試76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-80
• 6 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 主要工作總結(jié)80
• 6.2 工作展望80-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 文西芹,寧曉明,張永忠,劉成文;磁致伸縮傳感器技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展[J];傳感器技術(shù);2003年02期

2 陳笑風(fēng);杜磊;趙柏樹(shù);;基于Howland電流源的精密壓控電流源[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2012年09期

3 王春華;;基于Wilson電流鏡的CCCⅢ電路[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2006年04期

  本文關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)磁彈性檢測(cè)系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：302739