[发明专利]采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法

权利要求书

1.一种采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法，其特征在于：将所述压阻式悬臂梁置于匀强磁场中，匀强磁场的方向沿着悬臂梁的长度方向，所述悬臂梁上的激励线圈上施加有正弦交流电压，悬臂梁受到交变的电磁力发生往复振动，所述悬臂梁的振动通过压阻惠斯通电桥感知，所述压阻惠斯通电桥的偏置电流或偏置电压由恒流源或恒压源提供，当惠斯通电桥的偏置电流为I₁或偏置电压为V₁时，所述惠斯通电桥的输出电压为U₁；通过改变正弦交流电压的频率改变悬臂梁的振动频率，当正弦交流电压的频率等于悬臂梁的固有频率时发生谐振，通过正弦交流电压的频率与悬臂梁的输出电压之间对应关系曲线拟合得到悬臂梁的谐振频率；重复上述步骤，确定电流工作方程f=aI²+b或电压工作方程f=aV²+b中的参数a和b，即可通过该悬臂梁测量未知直流电流或未知直流电压大小。

2.一种采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将该悬臂梁（11）置于外界匀强磁场中，匀强磁场的方向沿着悬臂梁（11）的长度方向，然后通过第一和第二焊盘（1、2）给悬臂梁（11）上的激励线圈（10）提供一个正弦交流电压，悬臂梁（11）受到交变的电磁力将会发生往复振动；

（2）悬臂梁（11）的振动通过置于悬臂梁（11）根部的压阻惠斯通电桥（9）感知，由一恒流源或恒压源通过第三、第四、第六和第七焊盘（3、4、6、7）供给惠斯通电桥（9）偏置电流为I₁或偏置电压为V₁时，使用锁相放大器通过第五和第八焊盘（5、8）测量惠斯通电桥（9）的输出U₁；

（3）改变输入的交流电压的频率，悬臂梁（11）的振动频率随之发生改变但等于交流电压频率，当输入电压的频率等于悬臂梁（11）的固有频率时将会发生谐振，通过输入的交流电压的频率以及采集锁相放大器的输出数据，进行拟合即可得到悬臂梁（11）的谐振频率为f₁；

（4）重复步骤（2）和（3），改变输入的偏置电流为I₂或偏置电压为V₂，此时测得悬臂梁（11）的谐振频率为f₂；

（5）根据以上测量结果以及电流工作方程f=aI²+b或电压工作方程f=aV²+b，确定电流或电压工作方程中的待定参数a和b；当该悬臂梁（11）用于某未知直流电流或直流电压的测量时，根据测得的谐振频率f，以及参数a和b，即可计算出该未知直流电流或直流电压大小。

3.如权利要求1所述的采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法，其特征在于：所述的压阻式悬臂梁，是矩形悬臂梁或三角形悬臂梁或梯形悬臂梁。

4.如权利要求2或3所述的采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法，其特征在于：所述的压阻式悬臂梁，其固支条件为单端固支，或双端固支或者四周固支。

5.如权利要求2所述的采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法，其特征在于：所述的压阻式悬臂梁是采用磁激励的，外磁场是采用永磁铁提供的。