[发明专利]一种基于LC谐振传感器的力学参数测量系统与测量方法

权利要求书

1.一种基于LC谐振传感器的力学参数测量系统，其特征在于，包括DDS扫频信号源模块、高频功率放大器模块、第一移相器、第二移相器、互感耦合前端模块、相差检测模块、信号采集模块、中央处理单元；互感耦合前端模块包括读取天线和无线无源LC谐振传感器，二者之间通过电磁互感耦合组成互感耦合前端模块；DDS扫频信号源接收到中央处理单元的数字频率控制字后，生成系统所需的测试正弦交变源信号，该源信号经过高频功放模块放大后，能够驱动读取天线与无线无源LC谐振传感器进行电磁互感耦合；第二移相器将该源信号进行移相处理后送入相差检测模块的A端口，第一移相器将该源信号进行移相处理后送入读取天线，保证其稳态下的相差输出；驱动读取天线后的交变信号送入相差检测模块的B端口，相差检测模块将前述两个信号的相位差值输出为对应的直流电平，电平幅值对应相应的相位差值，该输出值也表征了无线无源LC谐振传感器的谐振频率；信号采集模块实时采集相差检测模块所输出的直流电平并进行量化，并将量化后的相差数据传输至中央处理单元进行处理，中央处理单元接收到量化后的相差数据后，对数据进行计算，计算得到无线无源LC谐振传感器的谐振频率以及被测环境的敏感参数，并将结果以异步串行方式输出。

2.基于权利要求1所述的测量系统测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将无线无源LC谐振传感器置于被测环境中，将所述的读取天线与无线无源LC谐振传感器的电感线圈同轴正对平行放置；

2)测量系统启动后，由中央处理单元控制DDS扫频信号源模块产生线性扫频激励信号经过高频功率放大器对其驱动能力进行放大后，一路输入至后端的第一移相器进行移相处理后发送至读取天线；另一路输入至第二移相器经移相处理后发送至相差检测模块的A端口；

3)经过读取天线的激励信号，由于互感耦合，输出信号的激励信号阻抗特征发生变化，将该输出信号和A端口输入的信号交由相差检测模块进行相位差值测试，该相差检测模块将所述的两个信号的相位差值输出对应的直流电平，电平幅值对应相应的相位差值；

4)信号采集模块实时采集相差检测模块所输出的直流电平并进行量化，并将量化后的相差数据传输至中央处理单元进行处理；

5)中央处理单元接收到量化后的相差数据后，对数据进行计算，计算得到LC谐振传感器的谐振频率以及被测环境的敏感参数，并将结果以异步串行方式输出。