采集LC振荡包络线的装置、方法及电容电感筛选方法与流程

本发明涉及包络线采集技术领域，尤其涉及一种采集lc振荡包络线的装置、方法及电容电感筛选方法。

背景技术

近些年来，智能远程自动抄表技术被大力倡导及应用，无磁仪表也是智能仪表中重要的一类产品，无磁检测技术也逐渐趋于成熟。

目前无磁检测的核心传感器件是l(电感)、c(电容)，电感与电容在生产过程中会由于各种因素导致其规格参数不一致，如果电感、电容这些物料出厂之后直接运用于计量系统中，计量数据很容易受到物料公差的影响，导致计量数据偏差较大。因此在无磁仪表生产阶段就需要对核心计量器件进行筛选，确保整表计量功能的稳定性。

现有的方法是使用电桥人工测量电感、电容的参数，筛选其不良品；这种方法比较直接，但是需要耗费大量的人力物力且测量时间比较长，综合成本高。

在无磁仪表中，电感、电容用于组成lc振荡电路使用，因此根据电感、电容组成的lc振荡电路产生的lc振荡的包络线是否符合要求也能判断电感、电容是否是不良品，然而，目前没有专门检测lc振荡包络线的装置。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提供了一种采集lc振荡包络线的装置、方法及电容电感筛选方法，其能够采集lc振荡包络线，便于对用于无磁仪表的电感、电容进行筛选。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种采集lc振荡包络线的装置，包括微处理器、电源模块、激励振荡电路、电压比较器、dac模块、第一接口和第二接口，所述第一接口与电源模块的正极输出端电连接，所述第二接口与电压比较器的负输入端、激励振荡电路电连接，所述电压比较器的正输入端与dac模块的输出端电连接，所述dac模块的输入端与电源模块电连接，所述微处理器分别与激励振荡电路的控制端、电压比较器的输出端、dac模块的控制端电连接。

在本技术方案中，使用时，将电感l的两端分别与第一接口、第二接口连接，将电容c的两端分别与第一接口、第二接口连接。

激励振荡电路用于激励电感l、电容c组成的振荡电路产生lc振荡，振荡信号输出到电压比较器的负输入端。dac模块用于输出参考电压vref到电压比较器的正输入端。电压比较器用于比较振荡信号与参考电压vref的大小。微处理器用于控制激励振荡电路、dac模块工作。在每次lc振荡中的某个峰值前后，微处理器控制dac模块输出的参考电压vref增大或减小直到该参考电压vref无限趋近于该峰值电压，微处理器检测出lc振荡中每个峰值的峰值电压，根据峰值电压绘制出lc振荡的包络线。

作为优选，所述激励振荡电路包括电阻r1和三极管q1，所述电阻r1一端与第二接口电连接，所述电阻r1另一端与mos管q1的d极电连接，所述mos管q1的g极与微处理器电连接，所述mos管q1的s极接地。

本发明的一种采集lc振荡包络线方法，用于上述的采集lc振荡包络线的装置，包括以下步骤：

将电感l的两端分别与第一接口、第二接口连接，将电容c的两端分别与第一接口、第二接口连接；

依次检测电感l、电容c组成的振荡电路产生的lc振荡中每一个波峰的峰值，根据检测到的每个波峰峰值绘制出lc振荡的包络线；

检测lc振荡中第n个波峰的峰值包括以下步骤：

s1：激励振荡电路激励电感l、电容c组成的振荡电路产生一次新的lc振荡；

s2：在lc振荡的第n个波峰出现前至第n个波峰出现后这个时间段t内控制dac模块输出参考电压vref到电压比较器的正输入端，时间段t内只存在一个波峰，微处理器采集时间段t内电压比较器输出的电平；

s3：微处理器判断时间段t内电压比较器是否有输出过低电平，如果电压比较器在时间段t内有输出过低电平，则控制dac模块输出的参考电压vref增大v′，如果电压比较器在时间段t内没有输出过低电平，则控制dac模块输出的参考电压vref减小v′，其中，δv为设定的初始电压修正值，m初始值为0；

s4：微处理器判断当前v′的大小，如果v′＞1，则将m的值加1，接着跳转至步骤s1，如果v′≤1，则微处理器将当前参考电压vref的数值作为第n个波峰的峰值，第n个波峰的峰值检测结束，将dac模块输出的参考电压vref调整为初始值v1。

在本技术方案中，在lc振荡的第n个波峰出现前的时间启动dac模块工作，在第n个波峰出现后的时间关闭dac模块，dac模块只在时间段t内输出参考电压。v′为电压修正值，每次步骤s3中参考电压vref增大或减小一次v′后，v′的数值就减半，直到v′≤1时才停止，此时，dac模块输出的参考电压vref无限趋近于峰值电压。例如：初始时，v′＝δv＝2048mv，第一次执行步骤s3时，m＝0，v′＝2048mv，第二次执行步骤s3时，m＝1，v′＝1024mv，如此循环，直到v′＝1mv停止。

本发明的一种用于无磁仪表中的电感电容筛选方法，包括以下步骤：按照上述的一种采集lc振荡包络线方法采集待测电感l、电容c组成的振荡电路产生的lc振荡的包络线，将采集到的包络线与预先设置的标准包络线进行比较，判断采集到的包络线是否符合要求，如果符合要求，则判断被测电感l、电容c合格，否则判断被测电感l、电容c不合格。

工厂里面一般是用电桥直接测量电感的参数，依靠人为测量的结果作为筛选依据。人工操作比较费时，而采用本方法结合工装做自动化检测效率有极大提升；再考虑到成本费用，相比于人工成本，本方法产生的费用仅是制作一台工装的价格。

人工检测过程中，工人长时间工作会有疲劳、精神力不集中的状态，因此很容易出现误判。本方法可以采集出一个振荡波的完整包络线，可以与l(电感)、c(电容)的性能参数一一对应，因此本方法在检测准确率上可以做到趋近于100％。

作为优选，所述标准包络线通过以下方法获得：选择经过测量参数符合标准的电感l、电容c，使用权利要求1所述的一种采集lc振荡包络线的装置采集电感l、电容c组成的振荡电路产生的lc振荡的包络线，将该包络线作为标准包络线。

作为优选，所述判断采集到的包络线是否符合要求的方法包括以下步骤：取采集到的包络线上n个采样时间点对应的数值，n≥1，将每个采样时间点对应的数值与标准包络线上同样采样时间点上对应的数值相减再取绝对值，如果取的的所有绝对值都小于设定值，则判断采集到的包络线符合要求，否则判断采集到的包络线不符合要求。

本发明的有益效果是：能够采集lc振荡包络线，便于对用于无磁仪表的电感、电容进行筛选，提高了检测效率，大大减少了误判。

附图说明

图1是本发明的一种电路原理图；

图2是检测lc振荡中某个波峰峰值时的电压比较器输出值采样时间示意图；

图3是采样到的lc振荡包络线与标准包络线的示意图。

图中：1、微处理器，2、电源模块，3、激励振荡电路，4、电压比较器，5、dac模块，6、第一接口，7、第二接口，a为采样到的lc振荡包络线，b为标准包络线。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种采集lc振荡包络线的装置，如图1所示，包括微处理器1、电源模块2、激励振荡电路3、电压比较器4、dac模块5、第一接口6和第二接口7，第一接口6与电源模块2的正极输出端电连接，第二接口7与电压比较器4的负输入端、激励振荡电路3电连接，电压比较器4的正输入端与dac模块5的输出端电连接，dac模块5的输入端与电源模块2电连接，微处理器1分别与激励振荡电路3的控制端、电压比较器4的输出端、dac模块5的控制端电连接。

使用时，将电感l的两端分别与第一接口、第二接口连接，将电容c的两端分别与第一接口、第二接口连接。

激励振荡电路用于激励电感l、电容c组成的振荡电路产生lc振荡，振荡信号输出到电压比较器的负输入端。dac模块用于输出参考电压vref到电压比较器的正输入端。电压比较器用于比较振荡信号与参考电压vref的大小。微处理器用于控制激励振荡电路、dac模块工作。在每次lc振荡中的某个峰值前后，微处理器控制dac模块输出的参考电压vref增大或减小直到该参考电压vref无限趋近于该峰值电压，微处理器检测出lc振荡中每个峰值的峰值电压，根据峰值电压绘制出lc振荡的包络线。

激励振荡电路3包括电阻r1和三极管q1，所述电阻r1一端与第二接口电连接，所述电阻r1另一端与mos管q1的d极电连接，所述mos管q1的g极与微处理器电连接，所述mos管q1的s极接地。

本实施例的一种采集lc振荡包络线方法，用于上述的采集lc振荡包络线的装置，包括以下步骤：

将电感l的两端分别与第一接口、第二接口连接，将电容c的两端分别与第一接口、第二接口连接；

依次检测电感l、电容c组成的振荡电路产生的lc振荡中每一个波峰的峰值，根据检测到的每个波峰峰值绘制出lc振荡的包络线；

检测lc振荡中第n个波峰的峰值包括以下步骤：

s1：激励振荡电路激励电感l、电容c组成的振荡电路产生一次新的lc振荡；

s2：在lc振荡的第n个波峰出现前至第n个波峰出现后这个时间段t内控制dac模块输出参考电压vref到电压比较器的正输入端，时间段t内只存在一个波峰，微处理器采集时间段t内电压比较器输出的电平；

s3：微处理器判断时间段t内电压比较器是否有输出过低电平，如果电压比较器在时间段t内有输出过低电平，则控制dac模块输出的参考电压vref增大v′，如果电压比较器在时间段t内没有输出过低电平，则控制dac模块输出的参考电压vref减小v′，其中，δv为设定的初始电压修正值，m初始值为0；

s4：微处理器判断当前v′的大小，如果v′＞1，则将m的值加1，接着跳转至步骤s1，如果v′≤1，则微处理器将当前参考电压vref的数值作为第n个波峰的峰值，第n个波峰的峰值检测结束，将dac模块输出的参考电压vref调整为初始值v1。

在lc振荡的第n个波峰出现前的时间启动dac模块工作，在第n个波峰出现后的时间关闭dac模块，dac模块只在时间段t内输出参考电压。微处理器在时间段t内采集电压比较器输出值，电压比较器输出值采样时间如图2所示。

v′为电压修正值，每次步骤s3中参考电压vref增大或减小一次v′后，v′的数值就减半，直到v′≤1时才停止，此时，dac模块输出的参考电压vref无限趋近于峰值电压。例如：初始时，v′＝δv＝2048mv，第一次执行步骤s3时，m＝0，v′＝2048mv，第二次执行步骤s3时，m＝1，v′＝1024mv，如此循环，直到v′＝1mv停止。

本实施例的一种用于无磁仪表中的电感电容筛选方法，包括以下步骤：按照上述的一种采集lc振荡包络线方法采集待测电感l、电容c组成的振荡电路产生的lc振荡的包络线，将采集到的包络线与预先设置的标准包络线进行比较，判断采集到的包络线是否符合要求，如果符合要求，则判断被测电感l、电容c合格，否则判断被测电感l、电容c不合格。

如图3所示，线条a为采样到的lc振荡包络线，线条b为标准包络线。

工厂里面一般是用电桥直接测量电感的参数，依靠人为测量的结果作为筛选依据。人工操作比较费时，而采用本方法结合工装做自动化检测效率有极大提升；再考虑到成本费用，相比于人工成本，本方法产生的费用仅是制作一台工装的价格。

人工检测过程中，工人长时间工作会有疲劳、精神力不集中的状态，因此很容易出现误判。本方法可以采集出一个振荡波的完整包络线，可以与l(电感)、c(电容)的性能参数一一对应，因此本方法在检测准确率上可以做到趋近于100％。

标准包络线通过以下方法获得：选择经过测量参数符合标准的电感l、电容c，使用权利要求1所述的一种采集lc振荡包络线的装置采集电感l、电容c组成的振荡电路产生的lc振荡的包络线，将该包络线作为标准包络线。

判断采集到的包络线是否符合要求的方法包括以下步骤：取采集到的包络线上n个采样时间点对应的数值，n≥1，将每个采样时间点对应的数值与标准包络线上同样采样时间点上对应的数值相减再取绝对值，如果取的的所有绝对值都小于设定值，则判断采集到的包络线符合要求，否则判断采集到的包络线不符合要求。