專利名稱：一種線位移傳感器解調(diào)調(diào)理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種線位移傳感器調(diào)理電路，用于配合差分變壓器模式的線位移 傳感器，能夠識別物體抖動造成的微米級的線位移。
背景技術(shù)：
目前，線位移傳感器的主要形式為光柵尺和差分變壓器；光柵尺的測量精度非常 高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)境要求高，體積大，價格昂貴。而差分變壓器構(gòu)成的線位移傳感器，除了 精度稍差，在體積、可靠性和價格方面有很大的優(yōu)勢。目前商品化的小型線位移傳感器需 要配合各自的調(diào)理電路使用，測量精度最大只能達到0. 01毫米，無法滿足微米級的測量要 求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種差分變壓器調(diào)理電路，根據(jù)差分變壓器的理論原理，采用提 高激勵信號頻率的方法，減小了傳感器的諧波失真，利用乘法器解調(diào)原理，增強了差分變壓 器輸出信號濾波的效果，最終使得線位移傳感器測量精度最達到了微米級別。本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是數(shù)字芯片和D/A轉(zhuǎn)換器電連接，D/A轉(zhuǎn)換器和濾波器電連接，產(chǎn)生頻率為IOOKHz正 弦波，濾波器和放大器電連接，放大器和功率放大以及PID控制電連接，功率放大和PID控 制、線位移傳感器以及乘法器電連接，乘法器和低通濾波器電連接。數(shù)字芯片和D/A轉(zhuǎn)換器電連接，產(chǎn)生頻率為IOOKHz的近似正弦波。D/A轉(zhuǎn)換器和濾波器電連接，產(chǎn)生頻率為IOOKHz正弦波。采用數(shù)字芯片控制D/A轉(zhuǎn)換器通過查表法產(chǎn)生IOOKHz正弦信號，經(jīng)過濾波器進一 步濾除高頻分量得到低失真度的IOOKHz正弦信號，通過放大器，功率放大器以及PID控制 電路結(jié)構(gòu)建立幅值反饋環(huán)路，穩(wěn)定IOOKHz正弦信號幅值，此正弦信號用于激勵差分變壓器 式的線位移傳感器，并提供給乘法器和線位移傳感器的輸出信號相乘，乘法器的輸出信號 經(jīng)低通濾波后輸出給測量設(shè)備，如示波器，最終信號的幅值將代表物體的線位移。由于使 用數(shù)字器件產(chǎn)生初始信號，不易受到環(huán)境溫度的影響，此方案可應(yīng)用于寬溫范圍，如-40°C 到+70°C。而使用頻率為IOOKHz的正弦信號做為線位移傳感器的激勵，遠高于通常使用的 20KHz頻率，并且采用乘法器解調(diào)原理提高了激勵信號和輸出信號之間的頻率差異，更加有 利于低通濾波器的幅頻特性參數(shù)設(shè)計，使得位移測量精度達到微米級。

圖1是本實用新型的電路原理框圖
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
參照圖1所示，數(shù)字芯片1可以采用單片機、DSP或FPGA芯片，數(shù)字芯片1和D/ A轉(zhuǎn)換器2電連接，D/A轉(zhuǎn)換器2將數(shù)字芯片1輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出，當(dāng)數(shù) 字芯片1通過芯片設(shè)置采用查表法輸出規(guī)律的數(shù)字信號時，D/A轉(zhuǎn)換器2可以產(chǎn)生頻率為 IOOKHz的近似正弦波；D/A轉(zhuǎn)換器2和濾波器3電連接，濾波器3將濾除IOOKHz近似正弦 波中的高頻分量，濾波器3的輸出信號為頻率IOOKHz的低失真度正弦波信號，經(jīng)放大器4 和功率放大5后輸出IOOKHz的低失真度正弦波激勵信號，激勵信號通過PID控制6的反饋 回路穩(wěn)定自身的幅值，并對線位移傳感器7進行驅(qū)動；線位移傳感器7的輸出和乘法器8電 連接，乘法器8將線位移傳感器7的輸出調(diào)制信號和功率放大5輸出的激勵信號相乘，得到 乘法器8解調(diào)信號并輸出到低通濾波器9，低通濾波器濾除解調(diào)信號中的高頻分量得到最 終代表物體位移的低頻幅值信號。
權(quán)利要求1.一種線位移傳感器解調(diào)調(diào)理電路，包括數(shù)字芯片、D/A轉(zhuǎn)換器、濾波器、放大器、功率 放大、PID控制、乘法器和低通濾波器，其特征在于，數(shù)字芯片和D/A轉(zhuǎn)換器電連接，D/A轉(zhuǎn)換 器和濾波器電連接，產(chǎn)生頻率為IOOKHz正弦波，濾波器和放大器電連接，放大器和功率放 大以及PID控制電連接，功率放大和PID控制、線位移傳感器以及乘法器電連接，乘法器和 低通濾波器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線位移傳感器解調(diào)調(diào)理電路，其特征在于，數(shù)字芯片和 D/A轉(zhuǎn)換器電連接，產(chǎn)生頻率為IOOKHz的近似正弦波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線位移傳感器解調(diào)調(diào)理電路，其特征在于，D/A轉(zhuǎn)換器和 濾波器電連接，產(chǎn)生頻率為IOOKHz正弦波。
專利摘要本實用新型公開了一種線位移傳感器調(diào)理電路，該電路數(shù)字芯片和D/A轉(zhuǎn)換器電連接，D/A轉(zhuǎn)換器和濾波器電連接，產(chǎn)生頻率為100kHz正弦波，濾波器和放大器電連接，放大器和功率放大以及PID控制電連接，功率放大和PID控制、線位移傳感器以及乘法器電連接，乘法器和低通濾波器電連接。由激勵信號產(chǎn)生電路和線位移調(diào)幅信號解調(diào)電路兩部分組成，激勵信號產(chǎn)生電路可輸出100kHz，失真度小于1％的正弦波信號；解調(diào)電路整體延遲小于100ns。
文檔編號G01B7/02GK201885679SQ20102060494
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者賈惠霞, 郭強 申請人:西安北方捷瑞光電科技有限公司