无线无源压力读取系统中线性扫频源的设计.pdf

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1、2015正仪表技术与传感器20l5第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9无线无源压力读取系统中线性扫频源的设计张海瑞，梁庭，洪应平，谭秋林，贾平岗，曹群，熊继军(中北大学，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051)摘要：在无线无源互感耦合传感检测系统中，需要通过检测远端敏感单元的谐振频率来读取传感器的谐振信息。因此，设计一个高精度的宽带线性扫频源来满足测试系统实现稳定和精准的测试。为了解决这个问题，设计了一种基于DDS技术的高带宽线性扫频源，带宽为

2、1～100MHz，频率精度为0．116Hz，最小扫频步进值为0．233Hz，驱动能力为6dBm。MATLAB仿真分析了线性扫频源的扫频步进值不同时对LC谐振传感器检测精度的影响。并通过实验验证了该线性扫频源在互感耦合谐振器频率读取系统中的可靠性和稳定性。关键词：DDS；LC谐振传感器；MATLAB仿真；谐振频率；无线测量中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1002—1841(2015)09—0023—05DesignofLinearSweepSourceUsedinReadoutSyst

3、emforWirelessPassivePressureSensorZHANGHal—rui，LIANGTing，HONGYing—ping，TANQiu—lin，JIAPing—gang，CAOQun，XIONGJi-jun(ScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratory，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Inthewirelesspassivemutua

4、linductancecouplingsensingdetectionsystem，itneedstodetecttheresonancefre—quencyoftheremotesensingelementtoreadsensorresonanceinformation．Therefore，todesignahighprecisionbroadbandlinearsweepfrequencysourceistosatisfytestsystemthatachievestableandaccur

5、atetest．Inordertosolvethisproblem，ahi【ghband—widthbasedonDDStechnologyoflinearsweepsourcewasdesigned．Itsbandwidthis1～100MHz，itsfrequencyaccuracyis0．116Hz，theminimumsweepfrequencystepvalueis0．233Hz，anditsdrivingabilityis6dBm．MATLABsimulationanalyzesth

6、einflu—enceofLCresonantsensordetectionprecisionwhenitisdifferentsweepfrequencystepvaluesoflinearsweep~equencysource．Andthelinearsweep~equeneysourceisverifiedbyexperimentthatisreliabilityandstableinthemutualinductancecouplingre—sonatorfrequencyreadout

7、system．Keywords：DDS；LCresonantsensor；MATLABsimulation；resonantfrequency；wirelessmeasurement0引言传感器的信号进行拾取J，但网络分析仪和阻抗分析仪体积在很多特殊场合下应用传感器，不能直接接触测量传感器大，不易携带，在实际工程环境中使用不便，且通过阻抗相位拾的信号⋯，特别是在一些高温、高压等恶劣环境，信号检测结构取到的传感器谐振频率受耦合系数的影响j。熊继军研究组中暴露于高温环境下的引线电参数会随着高温环境的

8、保持发已经完成前端敏感头的制作和读取电路的设计和制作“。，但生退化，从而导致参数漂移，致使器件失效。Lc谐振传感器可是频率源都是由安捷伦的信号发生器生成，由于仪器的笨重和以很好的解决这些问题，它实质上是一个由对压力、温度等敏价格昂贵，并不适合在实验室以外的恶劣工业场合应用。要实感的电容和电感构成的谐振电路，谐振电路内部没有有源器现电路的小型化及真正的将无线无源互感耦合Lc谐振传感器件，无需电池供电，主要靠谐振电路中的电感线圈耦合测试天应用于更多的工业场合，研究一种高可靠性、高带宽，高精度可线的磁