一种探测石膏板下面介质的电路及方法与流程

文档序号:11825607阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种探测石膏板下面介质的电路,其特征在于:包括MCU、传感器、电位器、第一电阻、第二电阻、第一波形整形电路、第二波形整形电路、第一相位差电路、第二相位差电路、第一倒相电路、第二倒相电路、第一RC滤波电路、第二RC滤波电路、第一二阶RC滤波电路、第二二阶RC滤波电路、第一差分运放电路、第二差分运放电路、第一缓冲电路及第二缓冲电路;

所述传感器由一组PCB铜箔构成,即由两片形状相同的铜箔构成,将两片称为左右极板;

所述MCU提供一频率固定的驱动信号ClK,所述驱动信号ClK接所述电位器的可调端;电位器的一端经第一电阻连接至左极板形成第一RC充放电路,电位器的另一端经第二电阻连接至右极板形成第二RC充放电路;第一RC充放电路接第一波形整形电路后输出第一方波信号;第二RC充放电路接第二波形整形电路后输出第二方波信号;第一方波信号接第一波形比较电路的一输入,第一波形比较电路的另一输入接驱动信号ClK,第一波形比较电路输出接第一相位差信号;第二方波信号接第二波形比较电路的一输入,第二波形比较电路的另二输入接驱动信号ClK,第二波形比较电路输出接第二相位差信号;第一相位差信号经第一倒相电路接第一RC滤波电路再接入第一差分运放电路的一输入;第二相位差信号经第二倒相电路接第二RC滤波电路再接入第二差分运放电路的一输入;所述MCU输出第一PWM参考比较信号CAL_WD1、第二PWM参考比较信号CAL_WD2;CAL_WD1接第一二阶RC滤波电路,滤波后的信号经第一缓冲电路接入第一差分运放电路的另一输入;第一差分运放电路的输出为WD1,WD1接MCU的一采样端;CAL_WD2第二二阶RC滤波电路,滤波后的信号经第二缓冲电路接入第二差分运放电路的另一输入;第二差分运放电路的输出为WD2,WD2接MCU的另一采样端,其中第一电阻及第二电阻具有相同阻值。

2.根据权利要求1所述的探测石膏板下面介质的电路,其特征在于:所述第一波形整形电路、第二波形整形电路均为一与非门。

3.根据权利要求1所述的探测石膏板下面介质的电路,其特征在于:所述第一相位差电路、第二相位差电路均为一与非门电路。

4.根据权利要求1所述的探测石膏板下面介质的电路,其特征在于:所述第一倒相电路、第二倒相电路均包括第一至第四二极管、一电阻及一电容;其中第一二极管阳极接第一波形整形电路或第二波形整形电路输出;第一二极管阴极分别接所述电容一端、所述电阻一端;电容另一端分别接第二二极管阳极、第四二极管阴极;第二二极管阴极接第一RC滤波电路一端或第二RC滤波电路一端;电阻另一端接第三二极管阳极;第三二极管阴极接接第四二极管阳极;第四二极管阳极接第一RC滤波电路另一端或第二RC滤波电路另一端。

5.根据权利要求1所述的探测石膏板下面介质的电路,其特征在于:还包括与所述MCU连接的外围设备,所述外围设备包括键盘、显示装置及电源。

6.一种探测石膏板下面介质的方法,其特征在于,包括以下步骤:

S01:提供一传感器,该传感器由一组PCB铜箔构成,即由两片形状相同的铜箔构成,将其定义为左、右极板;

S02:所述驱动信号ClK接一电位器的可调端;电位器的一端经第一电阻连接至左极板输出第一RC充放电信号,电位器的另一端经第二电阻连接至右极板输出第二RC充放电信号;第一电阻及第二电阻具有相同阻值;

S03:提供两个波形整形电路,用于把S02中所产生的两组RC充放电信号整形成两组方波信号;

S04:提供两个波形比较电路,用于把S03步骤中输出的两组方波信号分别与S02中的CLK信号进行逻辑与操作,用来实现两组相位差信号的产生;

S05:提供两个倒相电路,用于把S04产生的两组相位差信号进行倒相操作;

S06:提供两个RC 滤波电路,对S05 产生的两组信号进行滤波和整形,使之成为直流信号;

S07:对S06产生的两组直流信号进行适当倍数的放大和输出阻抗的转换;

S08:提供两路PWM参考比较信号CAL_WD1,CAL_WD2,两路PWM信号的占空比由所述MCU控制;

S09:提供两路二阶RC 滤波电路及两路运放缓冲电路;二阶RC滤波电路用于将CAL_WD1,CAL_WD2的两路PWM信号整流成直流信号;两路运放缓冲电路用于将CAL_WD1,CAL_WD2整流后的直流信号进行阻抗变换;

S10:提供两组差分信号放大电路,用于S09输出的信号分别与S07输出的信号进行信号差运算,然后再对差分信号进行放大得到两组差分放大电路;

S11:用MCU 采样S10输出的两组差分放大信号,对两路信号进行分析,如果一开始WD1>WD2, 当检测到WD2 < WD1时,则认为检测到中心;如果一开始WD2>WD1, 当检测到WD1 < WD2时,则认为检测到中心。

7.根据权利要求6所述的探测石膏板下面介质的方法,其特征在于:当需要探测的石膏板厚度越薄时, 第一PWM参考比较信号及第二PWM参考比较信号占空比需要越大;当需要探测的石膏板厚度越厚时,第一PWM参考比较信号及第二PWM参考比较信号占空比需要越小。

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