用于电阻抗谱测量的脉冲式方法的研究

作     者：董恩生 董永贵 孙国强 吕文尔 潘海洋 DONG Ensheng;DONG Yonggui;SUN Guoqiang;L(U) Wener;PAN Haiyang

作者机构：空军航空大学航空控制工程系长春130022 清华大学精密仪器及机械学系北京100084 麻省理工学院健康科学与技术系美国马萨诸塞州2139 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2009年第45卷第3期

页      面：240-245页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60672012) 

主　　题：电阻抗谱 脉冲式检测系统 脉冲激励 现场可编程门阵列 电阻抗模型 

摘      要：为了将电阻抗谱应用于复合材料构件的异常检测,针对被测对象电阻抗谱的测量,提出一种不同于传统扫频方式的脉冲式方法。采用软/硬件协同设计方法设计并实现基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)的脉冲式检测系统。该系统能产生频率和脉宽可调的方波脉冲作为敏感电极的激励信号,基于FPGA芯片实现了一种能对瞬态响应电流曲线进行高速采集的步进采样方法,对采集到的电流曲线作进一步的处理以获得被测对象的电阻抗谱。为了验证脉冲式检测系统用于电阻抗谱测量的可行性和有效性,对Randles单元模型及双弛豫时间等效电路模型电阻抗谱的测量进行试验研究,并与理论计算得到的电阻抗谱进行了对比分析。初步的试验结果表明,脉冲式检测系统能有效地提取被测对象的电阻抗谱信息,所提出的方法用于测量被测对象的电阻抗谱是可行的和有效的。