|
實驗名稱：基于靜電傳感器的人體室內(nèi)定位研究 測試目的：設(shè)計并制作了一種能夠?qū)θ梭w運動進(jìn)行檢測的靜電傳感器。靜電傳感器由感應(yīng)電極與信號調(diào)理電路組成，調(diào)理電路包括電荷放大器、電壓放大器、截止頻率為30Hz的低通濾波器以及陷波頻率為50Hz的陷波濾波器。人體運動對空間中的電場造成擾動，根據(jù)靜電感應(yīng)原理，電極表面的電荷發(fā)生重分布，產(chǎn)生變化的感應(yīng)電荷信號，電荷放大器將電荷信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，且電壓與感應(yīng)電荷量成正比，然后經(jīng)放大、濾波得到低噪聲的人體運動靜電信號，以此可獲取人體運動信息。 測試設(shè)備：電壓放大器、電荷放大器、濾波器、采集卡等。 圖1：靜電傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 實驗過程：靜電傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示，由感應(yīng)電極、調(diào)理電路板以及金屬屏蔽殼組成。感應(yīng)電極電路板與調(diào)理電路板用排針連接，并放置于鋁制金屬屏蔽殼內(nèi)。 感應(yīng)電極輸出的電荷信號是非常微弱的，且容易受到環(huán)境喋聲的干擾。為了從信號中提取有效的信息，且在傳輸、處理過程中不丟失信號特征，需要對微弱電荷信號進(jìn)行放大和濾波。圖2為靜電傳感器信號調(diào)理電路組成框圖，包括電荷放大器、電壓放大器、低通濾波器以及雙工型陷波濾波器四部分。調(diào)理電路的供電電壓為直流±2.5V。 信號采集裝置所使用的采集卡，具有8路輸入通道、48kS/s采樣率以及14位分辨率，可實現(xiàn)多路靜電傳感器輸出信號的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并可按照需要調(diào)整采樣頻率，供計算機(jī)軟件分析、處理。 圖2：信號調(diào)理電路組成框圖 實驗結(jié)果：詳細(xì)介紹了靜電傳感器的設(shè)計、信號采集裝置的選型和系統(tǒng)定位軟件的設(shè)計。設(shè)計的靜電傳感器電極為圓形電極，通過靜電感應(yīng)的方式獲得變化的感應(yīng)電荷信號，并輸入調(diào)理電路板中。信號調(diào)理電路包括電荷放大器、電壓放大器、截止頻率為30Hz的低通濾波器以及陷波頻率為50Hz的雙T型陷波濾波器，調(diào)理電路將微弱的感應(yīng)電荷信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)過放大、濾波后輸出。采集卡采集調(diào)理電路輸出的靜電信號，并將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后上傳至系統(tǒng)定位軟件，通過定位軟件可以進(jìn)行靜電信號實時分析與人體位置的實時測算。 電壓放大器推薦：ATA-214 圖：ATA-214高壓放大器指標(biāo)參數(shù) ATA-214是一款理想的可放大交、直流信號的單通道的高壓放大器。最大輸出400Vp-p(±200Vp)高壓，可以驅(qū)動高電壓負(fù)載。增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡潔的操作選擇，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實現(xiàn)信號的放大。本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續(xù)關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費試用。電壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-dyfdq.html |
