[实用新型]一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置，属于信号探测与分析技术领域。 

背景技术

单差分电容用于信号探测时，具有测量精度高、温度效应低、功能较多等优点，而使其成为一种具有较大应用潜力的微型加速度传感器核心部件。 

基于MEMS技术的数字检波器的核心是单差动电容式微机械加速度计。该类数字检波器对微弱地震信号探测具有高频响应好、动态范围宽、抗电磁干扰、灵敏度高等特点，因此是未来检波器发展的主流。 

为了使微弱信号探测灵敏度进一步提高并满足数字检波器高灵敏度要求，我们采用双差分电容并结合惠斯登电桥原理，设计了一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置。该装置可用于高灵敏度微型加速度传感器和数字检波器。 

发明内容

本实用新型提供一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置，属于信号探测与分析技术领域。 

本实用新型提供一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置，其特征在于：将两个单差分电容与惠斯登电桥原理结合起来，实现微弱振动信号的 双灵敏度探测，并对采集信号进行数字化处理和输出，实现微弱振动信号采集的高灵敏度与数字化。 

本实用新型提供一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置，其由双差分电容桥拾震器1、单片机8和多功能外壳9构成，核心部件为双差分电容桥拾震器1，双差分电容桥拾震器1由固定栓2、弹簧振子3、四个定极板4、一个动极板5、绝缘块6、绝缘杆7组成。该双差分电容桥拾震器采用两个单差分电容并结合了惠斯登电桥原理，采用交叉式连接方式，实现两个单差分电容同时采集微弱振动信号，提高微弱振动信号采集的灵敏度。该双差分电容桥拾震器1能直接以电信号平衡重力变化原理来感应微弱振动信号，所以双差分电容灵敏度相对于单差分电容得到更大提高。 

本实用新型提供一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置，其信号处理与控制部分为单片机8，单片机8的特征是对双差分电容桥拾震器1输出的电压信号进行处理，实现微弱信号的放大、噪声的降低、增益和稳定性的提高，同时将模拟信号转化为数字信号并输出。 

本实用新型提供一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置，其核心部件双差分电容桥拾震器1安装在多功能外壳9内，多功能外壳9具有屏蔽电磁噪声和隔热功能。 

本实用新型是这样实现的：双差分电容桥拾震器1安装在多功能外壳9内，多功能外壳9固定在需要探测微弱信号的物体，如建筑物、移动目标上。当双差分电容桥拾震器感1受到微弱振动时，双差分电容桥拾震器感1上弹簧振子3就会带动动极板5运动，这时定极板4和动极板5构成的两个单差分电容的电容值就会发生改变，从而使得电路上的电流、电压发生改变。定极板4和动极板5构成的两个单差分电容采用惠斯登电桥原理进行连接，实现两个单差分电 容同时采集微弱振动信号。所得信号通过单片机8进行处理，实现机械振动信号到电信号的转化，该电信号经过单片机8进行处理后输出供用户使用。 

单差分电容本身的特性使得其采集信号的灵敏度比普通电容得到较大提高，而本实用新型采用双差分电容桥结构并结合惠斯登电桥原理，使信号探测灵敏度得到进一步提高。 

附图说明

附图为一种用于微弱振动信号探测的桥式双差分电容装置的结构图。 

其中：1.双差分电容桥拾震器，2.固定栓，3.弹簧振子，4.定极板，5.动极板，6.绝缘块，7.绝缘杆，8.单片机，9.多功能外壳。 

具体实施方式

现结合附图详细叙述本实用新型的具体实施方案。 

双差分电容桥拾震器1安装在多功能外壳9内，多功能外壳9固定在需要探测微弱信号的物体，如建筑物、移动目标上。当双差分电容桥拾震器感1受到微弱振动时，双差分电容桥拾震器感1上弹簧振子3就会带动动极板5运动，这时定极板4和动极板5构成的两个单差分电容的电容值就会发生改变，从而使得电路上的电流、电压发生改变。定极板4和动极板5构成的两个单差分电容采用惠斯登电桥原理进行连接，实现两个单差分电容同时采集微弱振动信号。所得信号通过单片机8进行处理，实现机械振动信号到电信号的转化，该电信号经过单片机8进行处理后输出供用户使用。