[实用新型]在磁芯饱和区工作的信号采集电路

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种信号采集电路，尤其是在磁芯饱和区工作的信号采集电路。

背景技术

目前，公知的利用电磁感应方式采集导线中变化电信号的装置，都是利用其采集装置中的感应磁芯，来收集被检测导线变化的电磁场信息，使感应磁芯在这些电磁场中获得一个变化的磁通，该变化的磁通穿过线圈，在此线圈两端输出一与其电磁场强度相对应的电压信号，从而获得所要采集的导线中电信号。但要想通过以上方式同时采集到两者强度相差1000倍的低频强磁场信号和较高频弱磁场信号，却是十分困难的。这是因为低频强磁场往往使感应磁芯饱和，而较高频弱磁场信号在感应磁芯饱和区域内通常被衰减，有时甚至被感应磁芯饱和区域内所产生的谐波噪声所淹没而更难采集到。要使感应磁芯在低频强磁场中不被饱和，常常去加大感应磁芯的体积来解决，而加大感应磁芯的体积，既损耗了材料，增加了成本，也增加了对电能的损耗，尤其增加了较高频率的电信号损耗，从而导致经常不能采集到较高频率的较弱的电信号。

发明内容

为了克服现有的感应磁芯用料多成本高和经常不能检测出较高频率的较弱的电信号的问题，本实用新型提供一种在磁芯饱和区工作的信号采集电路，该电路不仅能使感应磁芯用料减少成本降低，而且能可靠地采集到较高频率的电信号。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：混合信号源(X)两端与感应磁芯(B)原线圈(L1)两端电连接，感应磁芯(B)副线圈(L2)一端、电感(L3)一端、电容(C)一端与信号处理器(F)一端电连接，感应磁芯(B)副线圈(L2)另一端、电感(L3)另一端、电容(C)另一端、信号处理器(F)另一端与地电连接。感应磁芯(B)原线圈(L1)为一匝导线构成，原线圈(L1)导线的圈数越多，感应磁芯(B)磁芯的饱和程度就越深，这样只要将原线圈(L1)圈数仅绕一匝就能感应磁芯(B)磁芯的饱和程度降低至最小。当混合信号源(X)的含有需要检测的较高频率电信号的低频大电流流经感应磁芯(B)原线圈(L1)时，在感应磁芯(B)原线圈(L1)的导线周围产生一个变化的电磁场，感应磁芯(B)的磁芯在这个电磁场中获得一个变化的磁通，该变化的磁通穿过感应磁芯(B)副线圈(L2)，在感应磁芯(B)副线圈(L2)两端输出一与其电磁场强度相对应的电压信号，因而其各种不同频率的电信号从感应磁芯(B)副线圈(L2)两端输出。对频率越高的电信号电感(L3)呈现的阻抗越大，而对频率越低的电信号电感(L3)呈现的阻抗越小，在感应磁芯(B)副线圈(L2)上输出的低频大电流信号则能顺利的通过电感(L3)，因为感应磁芯(B)副线圈(L2)上有低频大电流流过，该低频大电流在感应磁芯(B)磁芯内产生一个反磁通，这个反磁通能避免感应磁芯(B)的磁芯过早的进入深度饱和区工作，再者电感(L3)对低频电流呈现的阻抗很小，低频信号在电感(L3)两端的电压降就很底，低频大电流信号的电压被大幅度的衰减，提高了电路的信噪比。由于感应磁芯(B)比较小，感应磁芯(B)的磁芯多数情况下还是处在磁饱和区工作。电感(L3)、感应磁芯(B)副线圈(L2)与电容(C)构成并联谐振电路，其谐振频率为那较高频率电信号的频率，而电容(C)的取值是在感应磁芯(B)磁芯处于深度饱和区上某点产生谐振时的取值，由于电路一直处在谐振点频率以内的低频段饱和区工作，电路中又存在着那较高频率的电信号，感应磁芯(B)的磁芯饱和越深，电路并联谐振的实际频率就越靠近谐振点那较高频率电信号的频率，电容(C)两端的那较高频率电信号的电压就越高，那较高频率的电信号获得的补偿就越多，使得那较高频率的电信号在饱和区遇衰减时及时获得补偿，确保那较高频率的电信号有足夠的信号强度。从而达到不仅能使感应磁芯用料减少成本降低，而且能可靠地采集到较高频率的电信号。

本实用新型的有益效果是，在信号采集和自动控制等工业应用领域里，使设备中电路简化，用材少，体积小，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是感应磁芯(B)的结构图。

图中B.感应磁芯，X.混合信号源，L1.感应磁芯的原线圈，L2.感应磁芯的副线圈，L3.电感，C.电容，F.信号处理器。

具体实施方式

穿入感应磁芯(B)中心孔一匝导线构成感应磁芯(B)原线圈(L1)，混合信号源(X)两端与感应磁芯(B)原线圈(L1)两端电连接，感应磁芯(B)副线圈(L2)一端、电感(L3)一端、电容(C)一端与信号处理器(F)一端电连接，感应磁芯(B)副线圈(L2)另一端、电感(L3)另一端、电容(C)另一端、信号处理器(F)另一端与地电连接。