具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于负阻电路的无源无线LC中性传感器做进一步详细的描述。

如图1、图2所示，本发明公开的一种基于负阻电路的无源无线LC中性传感器，包括读出系统1、传感器节点2和负阻电路3；所述读出系统1由读出电路11和读出线圈12串联而成；所述传感器节点2由初级电感线圈21、敏感电容22和负阻电路3串联而成，其中，初级电感线圈21由等效电感和线圈的寄生电阻23串联而成。

负阻电路3由负电阻和无线供电模块所构成。所述负电阻由无线供电模块提供能量。

无线供电模块包括次级电感线圈31、可选变频电容32、整流电路33、滤波电路34、稳压电路35。

所述负电阻的第一实施例是由运算放大器36、第一电阻37、第二电阻38、第三电阻39构成。

如图1所示，读出电路11发出一定频率的正弦交流信号，通过读出线圈12与传感器节点2的初级电感线圈21的互感耦合，将激励信号耦合到传感器节点2上。与此同时，通过读出线圈12与次级电感线圈31的互感耦合，产生耦合电压，再经过整流电路33、滤波电路34、稳压电路35输出恒定电压，为运算放大器36提供电源，使运算放大器36正常工作在线性区，整体电路对外呈负阻特性，从而减少传感器节点2中寄生电阻23对能量的损耗。

当被测参数改变时，敏感电容22电容值发生改变，从而引起传感器节点2的谐振频率发生改变，读出电路11通过电感耦合测量其谐振频率，从而测得被测参数。

读出线圈12与次级电感线圈31可构成变压电路，两个电感间的耦合系数为k。为了增加耦合效率，利用可变选频电容32与次级电感线圈31并联，形成谐振电路。根据耦合理论，耦合到次级电感线圈31上的电压可以写成：

其中为电感线圈互感，L₁为读出线圈12，L₃为次级电感线圈31；Z₁＝iωL₁，Z₂＝iωL₃+1/iωC₂为两级耦合线圈的等效阻抗；C₂为可变选频电容32。ω为耦合频率，当时，耦合电压达到最优值。耦合电压经过整流稳压滤波电路后，可以为运算放大器36提供电源。

含运算放大器36的负阻电路3正常工作时阻值为其中R₁为第一电阻37，R₂为第二电阻38，R₃为第三电阻39，通过调节R1、R2和R3的电阻值使得负电阻阻值与电感线圈的寄生电阻23阻值相等。

其工作原理为：

(1)当被测参数发生变化时，传感器节点2的敏感电容22随被测参数的变化而变化，从而导致LC谐振回路的谐振频率发生变化；

(2)读出电路11输出正弦激励电流信号到读出线圈12，通过电感耦合在次级电感线圈31两端形成耦合电压，再经过整流稳压滤波电路，为运算放大器36提供电压，使运算放大器36正常工作在线性区，整体电路呈现负阻特性；通过调节R1、R2和R3的电阻值使得负电阻与电感线圈的寄生电阻23相等；

(3)通过读出线圈12与传感器节点2中电感线圈的互感耦合，将激励信号耦合到传感器节点2上；

(4)通过对读出线圈12进行输入阻抗分析或分析其输入回波损耗从而测出LC传感器的谐振频率，即可计算出被测参数的具体数值。

如图3所示，本发明的负电阻的第二实施例是由第一NOMS管41、第二NOMS管42和恒流源43构成。

次级电感线圈31由电感耦合获得能量后，通过可选变频电容32、整流电路33、滤波电路34、稳压电路35后为该电路提供稳定的电压，使第一NOMS管41和第二NOMS管42工作在非线性区，此时该电路对外呈负阻特性，根据其小信号模型，可以计算出其负阻大小为其中g_m为电路中电流和电压的比值。此时可以抵消一部分寄生电阻对能量的损耗。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。