基于AD5933的无线多通道微型阻抗测量系统设计与试验研究

阻抗测量芯片AD5933具有集成度高、成本低等优点,具备解决结构损伤识别领域中阻抗仪体积大、成本昂贵等问题的潜力。然而,目前研究中基于AD5933的阻抗测量评估板或开发板,均存在数据传输距离短、测量通道单一、需人工值守等问题,给实际工程应用带来诸多不便。为此,研制出了一种以AD5933芯片为核心,集成无线通信模块、多通道自动切换模块等,具备无线数据传输、多通道多测点采集、远程数据后处理功能的微型阻抗测量采集分析系统,通过与有线阻抗测量装置的阻抗测量效果对比试验,验证了所研制系统无线测量方案的可行性和测量结果的准确性,通过实验室管道模型的多螺栓服役状态监测试验,验证了所研制系统多通道多测点阻抗测量的优势和适用性。

指数运算在电涡流传感器非线性补偿中的应用

为扩大电涡流传感器的测量范围,设计了基于恒定频率载波调幅法测量电路,应用指数运算电路作为非线性补偿环节。利用Matlab仿真软件辅助设计了直径60mm电涡流传感器探头,结合测量电路进行实验。实验结果表明:该电涡流传感器能够检测的位移可达90 mm,验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果。

压电器件阻抗测试系统的研制

基于压电器件的等效电路模型,利用导纳圆理论图测量压电器件阻抗特性参数及过零检测相位差测量原理,构建了一套完整的压电器件性能参数阻抗测试系统。通过单片机控制信号产生幅值固定、频率可变的正弦信号,经功率放大后驱动压电器件产生超声高频振动,并采集压电器件两端的电压、电流及相位差信号,通过串口传给上位机。上位机采用基于Labview人机交互界面,实现压电器件阻抗特性参数计算和图形显示。实验结果表明,本测试系统能测量压电器件各主要相关参数,并动态显示阻抗特性曲线,可用于压电器件的参数测试与性能评估。