我们知道,当不存在待测物时,发射线圈的等效阻抗为:
当发射线圈产生的磁场内存在待测物时,发射线圈的等效阻抗为:
根据
涡流示意图
直接检测相位差可行吗
假设施加发射线圈的电压复数形式为
如果检测接收信号与发射信号的幅度,以及接收信号与发射信号的相位差,则可以算出发射线圈的阻抗。
因为发射信号与接收信号的为单一频率的信号,而且频率相同,检测相位差比较简单的办法为:
分别将发射信号与接收信号通过过零比较器处理成50%占比空的数字方波信号。
将两路方波信号送入单片机的CCP捕捉功能脚,利用单片机的CCP功能,分别捕捉发射信号的跳变时间以及接收信号的跳变时间,将两个时间相减,再与信号的周期进行运算即可以得到相位差。
这里的问题在于:
相对于
相位差检测的数值处理方法
随着近些年单片机技术的发展,特别是性价比极高的cortex-m内核处理器的普及应用。
对模拟信号进行高速采样并对数值进行处理已不成问题。
按照下述步骤实现相位差数值检测的算法:
1) 以
2) 根据发射信号的频率,在一个周期内对信号
3) 计算
4) 计算
5) 在多个周期内计算R和X的滑动平均值,记为
6) 计算
R, X的变化波形
来源:物联网全栈开发