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通过对电涡流传感器探头线圈等效电路的理论分析,得出传感器的输出特性和被测对象的电磁特性有密不可分的关系,从而严重限制了传感器的使用范围。为了消除被测材料电磁特性对传感器输出特性的影响、提高传感器性能,需要设计出一种与材料无关的传感器测量电路。本文通过对相敏检波原理的研究,采用相敏检波技术对传感器探头线圈阻抗信号进行正交分解,结合矢量投影方法来消除被测对象的电磁特性对传感器输出的影响,提出幅值相位混合调制的设计思想,设计与被测材料电磁特性无关的测量电路。具体完成的主要工作如下:1.测量电路的设计与仿真根据频率对线圈阻抗的影响确定线圈信号的激励频率,提出测量电路的总体方案,设计出测量电路的功能模块:信号发生电路、阻抗-电压转换电路、电阻-电感正交分解电路和阻抗投影等效电路,同时采用Multisim对电路进行仿真。2.非线性补偿电路的设计与仿真采用黄金分割法结合最小二乘法研究电涡流传感器的输出特性,确定测量电路的相关参数,并以此为依据对传感器进行非线性补偿。采用开环法和闭环法两种补偿方法对传感器进行非线性补偿,非线性化器中的拟和函数分别采用二次拟和函数法和三次拟和拟和函数进行设计和仿真。3.测量电路的功能测试采用Altuim Designer设计双层PCB原理图,对焊接好的测量电路各子模块进行性能测试。搭建实验平台,对测量电路进行功能测试,测试结果表明:(1)功能电路测得的不同被测材料、相同检测距离下线圈的电阻和感抗成线性关系,不同检测距离下的线性关系基本平行。(2)不同被测材料下线圈的等效阻抗值的最大误差为2.5%,因此可以认为通过这种矢量投影方法可以消除被测体电磁特性对传感器输出的影响。(3)通过开环法和闭环法对传感器的非线性进行补偿,补偿结果表明闭环法优于开环法,三次拟合函数法优于比二次函数法。