传感器微弱信号检测方法研究.pdfVIP

网络出版时间：2013-03-21 10:46 网络出版地址：/kcms/detail/41.1084.N1046.008.html 第 31 卷 第 2 期 河 南 科 学 Vol.31 No.2 20 13 年 2 月 HENAN SCIENCE Feb. 20 13 文章编号：1004-3918 （20 13）02-0 155-03 传感器微弱信号检测方法研究 秦玉伟 （渭南师范学院 物理与 电气工程学院， 陕西 渭南 7 14000） 摘 要： 提 出了一种利用相 关技术的传感器微弱信号检测方法，根据传感器信号具有周期性和相 关性 ，而噪声具有 随机性的特点，采用锁相放 大电路进行信号处理 ，将有用信号和噪声信号的混合信号送入 ＣＤ４０６６ 乘法器中做相 关 乘法运算，提取 出不含噪声的微弱信号，再对信号进行低通滤波和适 当放 大，得到放 大的有用信号 ，从 而实现对传感 器微弱信号的检测 . 关键词： 微弱信号； 传感器； 检测 中图分类号： TH 74 1 文献标识码 ： A Method of Weak Signal Detection of Sensor Qin Yuwei （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， Ｗｅｉｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｗｅｉｎａｎ ７ １４０００ ， Shaanxi Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ａ ｗｅａｋ ｓｉｇｎａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒ ｕｓｉｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ iｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｂａｓed ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ ，ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃs ｏｆ ｎｏｉｓｅ ，ｌｏｃｋ －ｉｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ iｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅｆｕｌ ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ iｓ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ ｕｎｉｔ ＣＤ４０６６． Ｔｈｅ ｗｅａｋ ｓｉｇｎａｌ ｗｉｔｈｏｕｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎｏｉｓｅ iｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｔ iｓ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｗｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ａｎｄ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ａｆｔｅｒ ｔｈａｔ ，ｔｈｅ ｕｓｅｆｕｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｉｇｎａｌ iｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｗｅａｋ ｓｉｇｎａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ iｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ： wｅａｋ ｓｉｇｎａｌ ； sｅｎｓｏｒ ； dｅｔｅｃｔｉｏｎ 传感器是一种将微弱非 电量信号转换为 电信号的敏感器件 ，可 以将微位移、微震动、微温差、微 电流、弱 磁 、弱声、弱光等非 电量 的被测信号转换为微 电流或低 电压等 电信号 . 通常情况下传感器探测到的电信号 极其微弱，且附加额外的噪声 . 微弱信号检测技术是近年来迅速发展起来 的，运用结合 电子学、信息论和物 理学方法 的一种信号处理技术[1鄄4] . 微弱信号检测 的首要任务是提高信噪比，通过分析噪声产生的原因和规 律 ，研究被测信号和噪声的统计性及其特异性，并采用一系列的信号处理 电路或方法，检测 出被背景噪声覆 盖 的微弱信号 . 目前微弱信号检测技术被广泛应用于医疗行业 的疾病诊断、军事 国防的侦探和定位 、农业 中的智能果园以及病虫害防治、工业 中的 自动控制等