相位检测在微弱信号测量中的应用
在非接触测量旋转物体内部温度时，所获取的反馈信号相当微弱，有可能会受到瞬间低电平信号的干扰。本文介绍一种利用相位检测，来判断所获取的反馈信号是真是假，从而锁定真信号并正确显示被测对象温度的方法。
关键词：反馈信号；RC网络；自然频率
Application of Phase Detecting in Weak Signal Measurement
CHEN Youxian
(College of Information Science Technology, Donghua University, Shanghai 200051, China)
Key words: feedback signal; RC network; natural frequency
在工业生产过程中，有很多旋转物体，其内部的温度需要进行测量和控制。诸如，轻纺工业中的烘筒，轧钢机的轧棍，电机的转子，以及化纤工业中的牵伸加热辊等。由于被测物体是高速旋转的，因此必须采用非接触式方式进行温度测量。将铂热电阻和无源RC网络组成一个可以跟随被测物一起旋转的传感器，利用磁耦合将所需要的激励信号
非接触地感应到该传感器中，成为无源RC网络的输入信号Vi(参见图1)。该传感器具有选频功能，其输出信号Vo再通过磁耦合非接触地感应出来成为反馈信号V′o。后继的显示控制仪对
进行分析处理，再转化成相应的温度，并和给定值进行比较，从而控制被测物的表面温度。
非接触地感应到该传感器中，成为无源RC网络的输入信号Vi(参见图1)。该传感器具有选频功能，其输出信号Vo再通过磁耦合非接触地感应出来成为反馈信号V′o。后继的显示控制仪对进行分析处理，再转化成相应的温度，并和给定值进行比较，从而控制被测物的表面温度。
和的关系
2.1V′i和V′o是信号ωn——自然频率的载体。
采用文氏电桥的RC无源网络见图2。该网络具有选频特性，取R1=R2=RT(铂热电阻)，其自然频率ωn为温度T℃的函数，显然，温度T和自然频率ωn呈一一对应的关系。取Fn=ωn/2π，表1描述了温度T和频率Fn对应的关系(部分数据)。而T与V′I和V′o的大小无关。在整个网络的信息传递中，ωn是我们需要的信息，而V′i和V′o只是信息的载体。
2.2
的定量关系以及制约
是正弦激励信号，ω为其角频率，令=Vimsinωt，则反馈信号
。设被测对象某一时刻温度为T，对应铂热电阻的电阻值为RT，RC网络的自然频率ωn=1RTC。取Vim=8V，当激励信号角频率ω＜ωn或ω＞ωn时，测得反馈信号Vom为600mV左右；当激励信号角频率
时，Vom理论值为0，实际值为30mV左右。参见图3。
的关系2.1V′i和V′o是信号ωn——自然频率的载体。
采用文氏电桥的RC无源网络见图2。该网络具有选频特性，取R1=R2=RT(铂热电阻)，其自然频率ωn为温度T℃的函数，显然，温度T和自然频率ωn呈一一对应的关系。取Fn=ωn/2π，表1描述了温度T和频率Fn对应的关系(部分数据)。而T与V′I和V′o的大小无关。在整个网络的信息传递中，ωn是我们需要的信息，而V′i和V′o只是信息的载体。
2.2
的定量关系以及制约是正弦激励信号，ω为其角频率，令=Vimsinωt，则反馈信号。设被测对象某一时刻温度为T，对应铂热电阻的电阻值为RT，RC网络的自然频率ωn=1RTC。取Vim=8V，当激励信号角频率ω＜ωn或ω＞ωn时，测得反馈信号Vom为600mV左右；当激励信号角频率时，Vom理论值为0，实际值为30mV左右。参见图3。
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