一種基于lvdt的信號調(diào)理系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動控制技術領域，涉及一種信號調(diào)理系統(tǒng)及方法，具體涉及一種基于LVDT的信號調(diào)理系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]LVDT位移傳感器全稱為:(Linear Variable Differential Transformer)全世界第一個LVDT商業(yè)化產(chǎn)品于1948年在美國Schaevitz公司誕生，經(jīng)過60多年的發(fā)展，LVDT產(chǎn)品已被全球大多數(shù)國家在機械、電力、電子、汽車、航空航天、冶金、煤炭、石油、交通、輕工、紡織、建材、水利等行業(yè)的工礦企業(yè)、研宄所、大學、國防軍工等單位廣泛用于自動控制和自動測量。用來測量物體的伸長度、震動頻率、振幅、物體厚薄程度和膨脹度等精確數(shù)據(jù)。本發(fā)明型專利主要是通過改變傳統(tǒng)的AD698型單片式線性位移差分變壓器控制輸出信號，使之更加小型化。
[0003]LVDT位移傳單器突出的優(yōu)點有:1)結構簡單、工作可靠、線性度好、可靠性好；2)非接觸式測量，使用壽命長；3)最高精度可達0.05%，絕對誤差Ιμπι，重復性0.1μπι;4)靈敏度高，每毫米位移量輸出信號電壓可高達幾百mV到幾伏，但現(xiàn)有的LVDT位移傳感器往往存在輸出的位移信號相位漂移的問題，并且絕對誤差較高，不能滿足實際應用的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種基于LVDT的信號調(diào)理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法可以有效地解決LVDT位移傳感器輸出的位移信號相位漂移的問題，并且絕對誤差較低。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所述的基于LVDT的信號調(diào)理系統(tǒng)包括信號發(fā)生器、第一倒相電路、LVDT位移傳感器、時鐘方波生成電路、第二倒相電路、MAX4521電路、第一濾波電路、第一放大電路及輸出端口 ；
[0006]信號發(fā)生器的輸出端與第一倒相電路的輸入端相連接，第一倒相電路的輸出端分別與時鐘方波生成電路的控制端及LVDT位移傳感器的驅(qū)動端相連接，LVDT位移傳感器的輸出端與第二倒相電路的輸入端相連接，第二倒相電路的輸出端與MAX4521電路的輸入端相連接，時鐘方波生成電路的輸出端與MAX4521電路的控制端相連接，MAX4521電路的輸出端與第一濾波電路的輸入端相連接，第一濾波電路的輸出端與第一放大電路的輸入端相連接，第一放大電路的輸出端與輸出端口相連接。
[0007]所述信號發(fā)生器的輸出端依次經(jīng)第二放大電路、第二濾波電路與第一倒相電路的輸入端相連接。
[0008]所述LVDT位移傳感器的輸出端依次經(jīng)第三放大電路與第二倒相電路的輸入端相連接。
[0009]所述第一濾波電路的輸出端通過差分電路與第一放大電路的輸入端相連接。
[0010]所述第一放大電路的輸出端經(jīng)第三濾波電路與輸出端口相連接。
[0011]所述差分電路的輸出端與第一放大電路的輸入端通過第四濾波電路相連接。
[0012]所述信號發(fā)生器為MAX038信號發(fā)生器。
[0013]所述時鐘方波生成電路為LM360比較器。
[0014]本發(fā)明所述的基于LVDT的信號調(diào)理方法包括以下步驟:
[0015]I)信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號，所述正弦波信號經(jīng)放大及濾波后進入到第一倒相電路中，所述第一倒相電路根據(jù)濾波處理后的正弦波信號生成兩個激勵信號，時鐘方波生成電路根據(jù)所述兩路激勵信號生成時鐘方波信號，并輸出所述時鐘方波信號，LVTD位移傳感器根據(jù)所述兩路激勵信號將位移信號轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出所述電信號；
[0016]2)所述電信號經(jīng)放大進入到第二倒相電路中，第二倒相電路根據(jù)經(jīng)放大后的電信號生成兩路信號，MAX4521電路通過時鐘方波信號對所述兩路信號進行斬波，生成連續(xù)的饅頭波，所述饅頭波經(jīng)第一濾波電路濾波處理轉(zhuǎn)換為直流信號；
[0017]3)步驟2)中的直流信號經(jīng)差分電路與地面做差分輸出，濾除外界干擾，差分處理后的直流信號經(jīng)二階濾波消除內(nèi)部干擾信號，然后再經(jīng)第一放大電路放大及一階濾波處理后通過輸出端口輸出。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明所述的基于LVDT的信號調(diào)理系統(tǒng)及方法在進行信號處理的過程中，通過第一倒相電路生成兩路激勵信號，LVDT位移傳感器根據(jù)所述兩路激勵信號將位移信號轉(zhuǎn)換為電信號，第二倒相電路根據(jù)所述電信號生成兩路信號，時鐘方波生成電路根據(jù)所述兩路激勵信號生成時鐘方波信號，MAX4521電路根據(jù)所述時鐘方波信號將所述兩路信號轉(zhuǎn)換為饅頭波，從而可以有效地解決LVDT位移傳感器輸出的位移信號相位漂移的問題，同時，所述饅頭波經(jīng)第一濾波電路生成直流信號，然后通過第一放大電路調(diào)整其幅值，從而降低LVDT位移傳感器輸出的信號的絕對誤差，經(jīng)本發(fā)明處理后的信號的絕對誤差小于等于0.1 μ m，結構簡單，工作可靠，重復性較好。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的原理圖；
[0021]圖2為本發(fā)明中信號發(fā)生器I的電路圖；
[0022]圖3為本發(fā)明中第二放大電路2的電路圖；
[0023]圖4為本發(fā)明中第二濾波電路3的電路原理圖；
[0024]圖5為本發(fā)明中第一倒相電路4的電路原理圖；
[0025]圖6為本發(fā)明中第三放大電路7的電路原理圖；
[0026]圖7為本發(fā)明中第二倒相電路8的電路原理圖；
[0027]圖8為本發(fā)明中時鐘方波生成電路5的電路原理圖；
[0028]圖9為本發(fā)明中MAX4521電路9的電路原理圖；
[0029]圖10為本發(fā)明中第一濾波電路10的電路原理圖；
[0030]圖11為本發(fā)明中差分電路11的電路原理圖；
[0031]圖12為本發(fā)明中第四濾波電路12的電路原理圖；
[0032]圖13為本發(fā)明中第一放大電路13的電路原理圖；
[0033]圖14為本發(fā)明中第三濾波電路14的電路原理圖。
[0034]圖15為本發(fā)明中信號發(fā)生器I產(chǎn)生的正弦波信號的示意圖；
[0035]圖16(a)為本發(fā)明中第二倒相電路8產(chǎn)生的一路信號的示意圖；
[0036]圖16(b)為本發(fā)明中第二倒相電路8產(chǎn)生的另一路信號的示意圖；
[0037]圖17為本發(fā)明中饅頭波的示意圖。
[0038]其中，I為信號發(fā)生器、2為第二放大電路、3為第二濾波電路、4為第一倒相電路、5為時鐘方波生成電路、6為LVDT位移傳感器、7為第三放大電路、8為第二倒相電路、9為MAX4521電路、10為第一濾波電路、11為差分電路、12為第四濾波電路、13為第一放大電