[发明专利]一种分离式传感器测量装置及方法

说明书

本发明涉及传感器测量技术领域，具体涉及一种分离式传感器测量装置，包括供电端和测量端，供电端包括测量供电模块，测量端包括传感器模块，传感器模块安装于待测环境，测量供电模块接入电源；传感器模块包括接收线圈、等效电容和传感器，等效电容连接传感器再与接收线圈并联；测量供电模块包括发射线圈、测量电路和供电电路，发射线圈分别连接供电电路和测量电路；发射线圈与接收线圈互感传递能量。该装置可以实现测量端与供电端分离，传感器测量端无需供电的测量装置。从而解决了传感器测量供电的问题，结构简单，使用方便，不易损坏。

技术领域

本发明属于传感器测量技术领域，尤其涉及一种分离式传感器测量装置及方法。

背景技术

传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分，是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。但是，目前的传感器测量技术具有供电困难的问题，内部电池供电需要定期检查，维护要求较高等；无线供电目前仍处于发展阶段，无法完全满足特定的需求。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种可以实现测量端与供电端分离，传感器测量端无需供电的测量装置。从而解决了传感器测量供电的问题，结构简单，使用方便，不易损坏。

本发明的第二个目的是提供一种利用分离式传感器测量装置进行测量的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分离式传感器测量装置，包括供电端和测量端，供电端包括测量供电模块，测量端包括传感器模块，传感器模块安装于待测环境，测量供电模块接入电源；传感器模块包括接收线圈、等效电容和传感器，等效电容连接传感器再与接收线圈串联；测量供电模块包括发射线圈、测量电路和供电电路，发射线圈分别连接供电电路和测量电路；发射线圈与接收线圈通过互感传递能量。

在上述的分离式传感器测量装置中，发射线圈、接收线圈均采用螺旋形或涡状结构；传感器包括气敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻、光敏电阻或热敏电阻；测量电路包括采样芯片和处理芯片；供电电路包括整流电路和变换电路。

在上述的分离式传感器测量装置中，变换电路包括开关器件和控制芯片；整流电路包括信号源和功率放大器。

一种分离式传感器测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、闭合供电模块的开关，将发射线圈接入供电电路为一次侧，接收线圈与传感器串联为二次侧；

步骤2、通过发射线圈与接收线圈互感作用，能量由一次侧向二次侧传递；并在时间t内整个系统达到稳定状态；

步骤3、之后，断开供电模块的开关，供电模块与发射线圈断开，接入测量电路；

步骤4、二次侧储存的能量在电容和电感之间振荡，将二次侧电路等效为二阶振荡电路；

步骤5、通过理论分析可知，在一定约束条件下，二阶振荡电路表现为二阶振荡欠阻尼衰减过程，其电流或电压波形的频率或周期固定，且仅仅与二次侧电路的等效电感、等效电感和电阻相关；

步骤6、接收线圈通过互感将能量反馈给发射线圈，使发射线圈两端电流或电压波形的频率或周期与接收线圈的电流或电压波形的频率或周期具有相同的特征；

步骤7、通过测量电路的采样芯片获取发射线圈两端的电流或电压波形，并经过处理芯片获得其电流或电压波形的频率或周期；

步骤8、通过理论公式，在二次侧等效电感和电容已知的情况下，求得传感器的电阻值；并通过比较传感器电阻值与待测物理量之间的对应关系，从而得到待测物理量。