專利名稱：數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感器電路，特別涉及一種數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路。
背景技術(shù)：
工業(yè)工程中用于機械制造、化工、飲食等企業(yè)，在生產(chǎn)過程中需要對其產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行監(jiān)控、定位、預置和位移測量等。磁致位移傳感器是根據(jù)威德曼效應(yīng)，在對傳感器施加脈沖電流會產(chǎn)生起始脈沖和停止脈沖，測量起始脈沖和停止脈沖的時間就可以得到位移量。模擬磁致位移傳感器測量方法是把兩個脈沖信號的時間間隔轉(zhuǎn)換為正比于磁環(huán)位置的 PWM(脈寬調(diào)制)信號，然后以轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流、電壓形式輸出。在實際測量過程中，傳感器本身的非線性、自身和外界的干擾，使得測量所得的輸出信號有一定程度的畸變。而傳感器的非線性和干擾是目前所有傳感器都待解決的技術(shù)難題。目前國內(nèi)外磁致伸縮位移傳感器的電路系統(tǒng)比較復雜，工藝要求高，實現(xiàn)難度較大，通常的做法是通過增加非線性調(diào)節(jié)電路和抗干擾電路來改善，使電路過于復雜，非線性校準難以控制和抗干擾能力差，造成了在生產(chǎn)過程使用了大量的設(shè)備，難以調(diào)試，花費大量的人力物力和昂貴的調(diào)試設(shè)備。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路，其提高了傳感器的線性、精度和抗干擾的能力，簡化模擬電路調(diào)試過程。為解決所述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路，其特征在于，其包括微控制器、時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片、比較器、脈沖放大電路、 波導絲、感應(yīng)線圈、電源，時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片、脈沖放大電路、電源都與微控制器連接，電源還與時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片連接，時間測量模塊還與比較器連接，脈沖放大電路還與波導絲連接，感應(yīng)線圈與比較器、波導絲連接，脈沖放大電路用于給波導絲提供脈沖電流。本實用新型的積極進步效果在于本實用新型經(jīng)軟件編程優(yōu)化處理，實現(xiàn)傳感器的數(shù)字非線性校準和數(shù)值濾波，提高了傳感器的線性、精度和抗干擾的能力，大量高精度集成芯片的應(yīng)用，簡化模擬電路調(diào)試過程，降低人力物力和調(diào)試設(shè)備的成本。

圖1為本實用新型數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。如圖1所示，本實用新型數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路包括微控制器1、時間測量模塊2、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片3、比較器4、脈沖放大電路5、波導絲6、感應(yīng)線圈7、電源8，時間測量模塊2、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片3、脈沖放大電路5、電源8都與微控制器1連接，電源8還與時間測量模塊2、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片3連接，時間測量模塊2還與比較器4連接，脈沖放大電路5還與波導絲6連接，感應(yīng)線圈7與比較器4、波導絲6連接。波導絲是以鐵、鈷、鎳以及其他合金材料組成，在磁場交互作用下會發(fā)生磁致伸縮現(xiàn)象(在磁場交互作用下引起材料的形狀和尺寸的變化)。波導絲被安裝在保護套管內(nèi)，一頭垂直焊有金屬鎳片，線圈套裝鎳片并通過支架固定，其上方安裝有圓柱形磁鐵，組成應(yīng)變測量裝置。在實際測量時，由微控制器控制脈沖放大電路給波導絲提供一個脈沖電流，波導絲周圍產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場向兩端移動，在移動過程中與在保護套管外的磁環(huán)產(chǎn)生的磁場相遇，發(fā)生磁致伸縮效應(yīng)，被應(yīng)變測量裝置測量并轉(zhuǎn)化為微弱的電壓信號，并通過脈沖放大電路進行放大、信號采集、線性補償處理，輸出標準4-20mA電流或0-5V電壓等工業(yè)上常用的標準信號，再傳輸給PLC (可編程序邏輯控制器)等工業(yè)設(shè)備進行控制顯示或執(zhí)行監(jiān)控。本實用新型數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路采用大量高精度芯片(比如微控制器等)，經(jīng)軟件編程優(yōu)化處理，具有輸出靈敏度高、線性好、體積小、易于集成等優(yōu)點，實現(xiàn)傳感器的數(shù)字非線性校準和數(shù)值濾波，提高了傳感器的線性、精度和抗干擾的能力。本實用新型能在達到較高精度和穩(wěn)定性的前提下，使變送器具有較強的實用性，可直接與電腦和PLC(可編程序邏輯控制器)等上位機進行遠程組態(tài)控制，使用時直接安裝，無需調(diào)試，簡化模擬電路調(diào)試過程，節(jié)約大量的人力、時間以及需要昂貴的效驗設(shè)備，大大提高了使用者的生產(chǎn)效率。本實用新型數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路的工作原理如下磁環(huán)(或磁浮球)在不銹鋼導軌上時，經(jīng)微控制器產(chǎn)生10次/秒脈沖大電流，施加于波導絲的兩端，在感應(yīng)線圈產(chǎn)生脈沖電流，該脈沖電流在波導管內(nèi)傳輸與磁環(huán)(或磁浮球)產(chǎn)生的磁場相遇，發(fā)生磁致伸縮效應(yīng)，感應(yīng)線圈產(chǎn)生脈沖電壓，通過時間測量模塊測量兩脈沖電壓的時間間隔，并通過微控制器進行數(shù)據(jù)運算補償處理后，再通過數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片輸出4-20mA或0-5V電壓值，完成信號處理時間采集和輸出標準信號的過程。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求1. 一種數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路，其特征在于，其包括微控制器、時間測量模塊、 數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片、比較器、脈沖放大電路、波導絲、感應(yīng)線圈、電源，時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片、脈沖放大電路、電源都與微控制器連接，電源還與時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片連接，時間測量模塊還與比較器連接，脈沖放大電路還與波導絲連接，感應(yīng)線圈與比較器、波導絲連接，脈沖放大電路用于給波導絲提供脈沖電流。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字磁致伸縮位移傳感器電路，其包括微控制器、時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片、比較器、脈沖放大電路、波導絲、感應(yīng)線圈、電源，時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片、脈沖放大電路、電源都與微控制器連接，電源還與時間測量模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)電流電壓芯片連接，時間測量模塊還與比較器連接，脈沖放大電路還與波導絲連接，感應(yīng)線圈與比較器、波導絲連接，脈沖放大電路用于給波導絲提供脈沖電流。本實用新型提高了傳感器的線性、精度和抗干擾的能力，簡化模擬電路調(diào)試過程。
文檔編號G01B7/02GK202177365SQ20112029615
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者伍正輝, 劉榮彬, 龍霞 申請人:上海朝輝壓力儀器有限公司