[实用新型]用于流体壁面剪应力测试仪的偏置信号产生电路

说明书

本实用新型涉及流体力学领域，提供了一种用于流体壁面剪应力测试仪的偏置信号产生电路，该电路包括：前级放大电路、相位基准产生电路、鉴相器电路和低通滤波电路，所述前级放大电路和所述相位基准产生电路分别与所述鉴相器电路连接，所述鉴相器电路与所述低通滤波电路连接。所述偏置信号产生电路具有高分辨率、固态可靠性和良好的低温度系数的性能，并且该电路的低电阻容差特性可以简化开环应用，实现精密校准与容差匹配应用。

技术领域

本实用新型属于流体力学领域，具体涉及一种用于流体壁面剪应力测试仪的偏置信号产生电路。

背景技术

随着流体力学测量技术的不断发展，流体壁面剪应力的新型测量技术得到了越来越多的关注。传统的剪应力测量装置如斯坦顿管、普林斯顿管、双向隔板等由于存在元件体积大、响应慢、破坏边界层流场等缺陷，难以满足流体壁面剪应力精确测量要求。目前研发了一种流体壁面剪应力测试仪，集成了柔性热膜剪应力传感器和浮动式剪应力传感器，利用Windows环境下开发的软件集成平台，实现对机箱工作参数的设置和数据的存储与处理。

浮动式传感器的测量原理是将流体流经器件表面产生的剪应力直接转化为差动电容输出的电压信号。浮动板模块是浮动调理采集模块上的模拟部分，主要功能是给浮动式传感器提供交流正弦激励，同时对浮动输出的电压进行放大、鉴相、偏置调整以及放大滤波等处理，主要电路组成部分是交流激励电路、鉴相电路和AD采集模块。

在交流耦合应用中，输入信号必须偏置，以便使其位于ADC输入范围，现有的偏置信号产生电路仅仅由上偏置电阻和下偏置电阻等构成的电路，失真度高，工作效率低，工作中可能引入杂波干扰，不利于阻抗微弱信号的采集和检测。因此，有必要提供一种新的偏置信号产生电路。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于流体壁面剪应力测试仪的偏置信号产生电路。

本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种用于流体壁面剪应力测试仪的偏置信号产生电路，其特征在于，包括：前级放大电路、相位基准产生电路、鉴相器电路和低通滤波电路，

前级放大电路和相位基准产生电路分别与鉴相器电路连接，鉴相器电路与低通滤波电路连接。

在一个优选例中，前级放大电路包括第一运算放大器，第一运算放大器的第2引脚经第二电阻接地，第3引脚与传感器连接，第4引脚经并联的第二电容和第三电容接地，第6引脚经依次串联的第三电阻、第四电阻、第六电容接地，第7引脚经并联的第四电容和第五电容接地，第三电阻与第四电阻连接的节点与第2引脚之间并接有第一电阻和第一电容。

在一个优选例中，相位基准产生电路包括第二运算放大器，第二运算放大器的第2引脚经第六电阻连接第一节点，第2引脚经第七电容连接第6引脚，第2引脚经第五电阻连接第二节点，第3引脚经第八电容连接第一节点，第3引脚经第七电阻接地，第4引脚接地，第6引脚经第八电阻连接第二节点，第7引脚经并联的第九电容和第十电容接地。

在一个优选例中，鉴相器电路包括高精度平衡调制器，高精度平衡调制器的第1引脚接地，第8引脚经并联的第十一电容和第十二电容接地，第9引脚经第九电阻连接第二节点，第9引脚经第十三电容接地，第10引脚接地，第11引脚经并联的第十四电容和第十五电容接地，第12引脚经依次串联的第十电阻、第十一电阻、第十二电阻接地，第13引脚连接至第十电阻与第十一电阻之间的节点，第14引脚连接至第十一电阻与第十二电阻之间的节点，第15引脚分别连接第19引脚和第20引脚，第16引脚与第17引脚连接，第17引脚经第十三电阻连接第三节点，第17引脚经第十六电容接地。