[发明专利]基于反馈电容力矩器的隧道磁阻式加速度计闭环控制电路

摘要

本发明公开了基于反馈电容力矩器的隧道磁阻式加速度计闭环控制电路。包括隧道磁阻式加速度计结构、隧道磁阻传感器模块、仪表放大电路、解调滤波电路、PID控制电路、反馈力施加电路、加速度信号。隧道磁阻式加速度计具有灵敏度高、噪声性能好的优点；隧道磁阻传感器模块采用推挽式桥结构，可增大隧道磁阻传感器的检测灵敏度，抑制信号中的共模干扰；同时隧道磁阻传感器模块采用交流调制的工作方式，可消除空间中磁场的干扰；利用PID控制电路，进行误差信号的跟踪，直至误差信号消失，可快速的实现闭环系统的校正；采用差动电容力矩器实现反馈力校正，可将惯性质量块约束在中心位置附近，实现隧道磁阻式加速度计的闭环控制，增大系统的稳定性。

主权项

1.基于反馈电容力矩器的隧道磁阻式加速度计闭环控制电路，其特征在于：包括隧道磁阻式加速度计结构（1）、第一隧道磁阻传感器模块（2）、第二隧道磁阻传感器模块（3）、第一仪表放大电路（4）、第二仪表放大电路（5）、第三仪表放大电路（6）、滤波电路（7）、PID控制电路（8）、反馈力施加电路（9）、加速度信号（10）；其中，加速度信号（10）作用于隧道磁阻式加速度计结构（1），隧道磁阻式加速度计结构（1）的磁场输出Ai、Bi分别作用于第一隧道磁阻传感器模块（2）、第二隧道磁阻传感器模块（3），第一隧道磁阻传感器模块（2）、第二隧道磁阻传感器模块（3）的输出分别与第一仪表放大电路（4）、第二仪表放大电路（5）的两路输入相连接，第一仪表放大电路（4）、第二仪表放大电路（5）的输出与第三仪表放大电路（6）的两路输入相连接，第三仪表放大电路（6）的输出与滤波电路（7）的输入相连接，所述的滤波电路（7）为交流解调滤波电路或者直流滤波电路；第一隧道磁阻传感器模块（2）包括第一交流调制信号/基准源（11）、第一参考地（12）、第一隧道磁阻传感器（13）、第二隧道磁阻传感器（14）、第三隧道磁阻传感器（15）、第四隧道磁阻传感器（16）；第二隧道磁阻传感器模块（3）包括第二交流调制信号/基准源（17）、第二参考地（18）、第五隧道磁阻传感器（19）、第六隧道磁阻传感器（20）、第七隧道磁阻传感器（21）、第八隧道磁阻传感器（22）；其中，第一隧道磁阻传感器（13）到第八隧道磁阻传感器（22）均为全桥检测结构，第一隧道磁阻传感器（13）的两端分别与第二隧道磁阻传感器（14）以及第三隧道磁阻传感器（15）相连接，第二隧道磁阻传感器（14）以及第三隧道磁阻传感器（15）的另一端分别与第四隧道磁阻传感器（16）相连接；第五隧道磁阻传感器（19）的两端分别与第六隧道磁阻传感器（20）以及第七隧道磁阻传感器（21）相连接，第六隧道磁阻传感器（20）以及第七隧道磁阻传感器（21）的另一端分别与第八隧道磁阻传感器（22）相连接；第一隧道磁阻传感器（13）、第四隧道磁阻传感器（16）和第五隧道磁阻传感器（19）、第八隧道磁阻传感器（22）对磁场的敏感方向相同；第二隧道磁阻传感器（14）、第三隧道磁阻传感器（15）和第六隧道磁阻传感器（20）、第七隧道磁阻传感器（21）对磁场的敏感方向相同；第一隧道磁阻传感器（13）、第四隧道磁阻传感器（16）和第五隧道磁阻传感器（19）、第八隧道磁阻传感器（22）对磁场的敏感方向与第二隧道磁阻传感器（14）、第三隧道磁阻传感器（15）和第六隧道磁阻传感器（20）、第七隧道磁阻传感器（21）对磁场敏感方向相反；第一、第二交流调制信号/基准源（11、17）和第一、第二参考地（12、18）分别为第一、第二隧道磁阻传感器模块（2、3）中全桥检测结构的参考输入，第一交流调制信号/基准源（11）与第一、第三隧道磁阻传感器（13、15）的连接点相连接，第二交流调制信号/基准源（17）与第五、第七隧道磁阻传感器（19、21）的连接点相连接；第一参考地（12）与第二、第四隧道磁阻传感器（14、16）的连接点相连接，第二参考地（18）与第六、第八隧道磁阻传感器（20、22）的连接点相连接；第一、第二隧道磁阻传感器（13、14）和第三、第四隧道磁阻传感器（15、16）的连接点作为第一隧道磁阻传感器模块（2）的两路输出，第五、第六隧道磁阻传感器（19、20）和第七、第八隧道磁阻传感器（21、22）的连接点作为第二隧道磁阻传感器模块（3）的两路输出。