本實用新型涉及時柵角位移傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種時柵角位移傳感器前置處理電路。

背景技術(shù)：

在工業(yè)控制中，對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測并完成對旋轉(zhuǎn)設(shè)備的控制極為重要，現(xiàn)有技術(shù)中，對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)角度一般采用磁場式時柵角位移傳感器，通過向磁場式時柵角位移傳感器的激勵線圈施加激勵信號，然后感應(yīng)線圈感應(yīng)出具有旋轉(zhuǎn)設(shè)備的角度變化狀態(tài)的感應(yīng)信號，然后通過后續(xù)的處理得出旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)角度，但是，現(xiàn)有技術(shù)中對于磁場式時柵角位移傳感器的激勵信號以及感應(yīng)信號的處理存在如下缺點：現(xiàn)有的處理電路容易受到干擾，信號衰減大，引入誤差大，從而造成整個測量系統(tǒng)的測量精度差，而且適應(yīng)性差。

有鑒于此，需要提出一種新的時柵角位移傳感器前置處理電路，能夠有效提高處理電路的穩(wěn)定性和可靠性，避免時柵角位移傳感器的激勵信號和感應(yīng)信號處理時存在的干擾，防止信號過大衰減，有效保證整個測量系統(tǒng)的精度，適應(yīng)性強。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種時柵角位移傳感器前置處理電路，能夠有效提高處理電路的穩(wěn)定性和可靠性，避免時柵角位移傳感器的激勵信號和感應(yīng)信號處理時存在的干擾，防止信號過大衰減，有效保證整個測量系統(tǒng)的精度，適應(yīng)性強。

本實用新型提供的一種時柵角位移傳感器前置處理電路，包括激勵信號接收單元、感應(yīng)信號放大單元以及感應(yīng)信號處理單元；

所述激勵信號接收單元包括三個RC濾波電路以及三個激勵信號放大電路，三個激勵信號接收電路與三個激勵信號放大電路一一對應(yīng)，激勵信號放大電路的輸入端與RC的濾波電路的輸出端連接，激勵信號放大電路的輸出端連接于時柵角位移傳感器的激勵線圈，感應(yīng)信號放大單元的輸入端與時柵角位移傳感器的感應(yīng)線圈連接，感應(yīng)信號放大單元的輸出端與感應(yīng)信號處理單元的輸入端連接，任一激勵信號放大電路的輸出端與感應(yīng)信號處理單元的輸入端連接。

進一步，所述三個激勵信號放大電路的結(jié)構(gòu)相同，所述激勵信號放大電路包括運放UA6、電阻R2、運放UA7、電阻R3、可調(diào)電阻RW1；

所述運放UA6的同相輸入端與RC濾波器的輸出端連接，運放UA6的反相輸入端與運放UA6的輸出端連接構(gòu)成電壓跟隨器，運放UA6的輸出端通過電阻R2與運放UA7的同相輸入端連接，運放UA7的反相輸入端通過電阻R3與運放UA7的輸出端連接，所述運放UA7的反相輸入端通過可調(diào)電阻RW1接地，運放UA7的輸出端作為激勵信號接收單元的輸出端。

進一步，所述感應(yīng)信號放大單元包括電阻R4、電容C2、運放UA1、運放UA2、運放UA3、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、可調(diào)電阻RW2、可調(diào)電阻RW3以及芯片U1；

所述電阻R4的一端與運放UA1的同相輸入端連接，電阻R4與運放UA1的公共連接點通過電容C2接地，電阻R4的另一端作為感應(yīng)信號放大單元的正輸入端與時柵角位移傳感器的感應(yīng)線圈連接，電容C2的負輸入端作為感應(yīng)信號放大單元的負輸入端與時柵角位移傳感器的感應(yīng)線圈連接，運放UA1的反相輸入端通過電阻R5與運放UA1的輸出端連接，運放UA1的反相輸入端通過可調(diào)電阻RW2與運放UA2的反相輸入端連接，運放UA2的同相輸入端接地，運放UA2的反相輸入端通過電阻R6與運放UA2的輸出端連接，運放UA2的輸出端通過電阻R8與運放UA3的反相輸入端連接，運放UA1的輸出端通過電阻R7與運放UA3的同相輸入端連接，電阻R7和運放UA3的公共連接點通過電阻R9和可調(diào)電阻RW3串聯(lián)后接地；運放UA3的反相輸入端通過電阻R10與運放UA3的輸出端連接；運放UA3的輸出端與芯片U1的3引腳連接，芯片U1的2引腳和5引腳接地，芯片U1的1引腳和8引腳通過電阻R11串接，芯片U1的7引腳接+5V電源，芯片U1的4引腳接-5V電源，芯片U1的6引腳作為感應(yīng)信號放大單元的輸出端；其中，芯片U1為儀表放大器INA141U。

進一步，所述感應(yīng)信號處理單元包括過零比較器U2、電阻R13、電阻R12、運放UA4、運放UA5、電阻R14以及電阻R15；

所述過零比較器U2的2引腳作為感應(yīng)信號處理單元的第一輸入端與感應(yīng)信號放大單元的輸出端連接，過零比較器U2的3引腳接地，過零比較器U2的4引腳接-5V電源，過零比較器U2的7引腳和8引腳接+5V電源，過零比較器U2的1引腳通過電阻R12連接于運放UA4的同相輸入端，電阻R12和過零比較器U2的公共連接點通過電阻R13接地，運放UA4的反向輸入端與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端作為感應(yīng)信號處理單元的第二輸入端與三個激勵信號放大電路中的任一激勵信號放大電路的輸出端連接，運放UA4的輸出端與運放UA5的同相輸入端連接，運放UA5的反相輸入端接地，運放UA5的反相輸入端通過電阻15與運放UA5的輸出端連接，所述UA5的輸出端作為感應(yīng)信號處理電路的輸出端輸出方波信號。

本實用新型的有益效果：本實用新型的時柵角位移傳感器前置處理電路，能夠有效提高處理電路的穩(wěn)定性和可靠性，避免時柵角位移傳感器的激勵信號和感應(yīng)信號處理時存在的干擾，防止信號過大衰減，有效保證整個測量系統(tǒng)的精度，適應(yīng)性強。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的原理框圖。

圖2為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

圖1為本實用新型的原理框圖，圖2為本實用新型的電路原理圖，如圖所示，包括激勵信號接收單元、感應(yīng)信號放大單元以及感應(yīng)信號處理單元；

所述激勵信號接收單元包括三個RC濾波電路以及三個激勵信號放大電路，三個激勵信號接收電路與三個激勵信號放大電路一一對應(yīng)，激勵信號放大電路的輸入端與RC的濾波電路的輸出端連接，激勵信號放大電路的輸出端連接于時柵角位移傳感器的激勵線圈，感應(yīng)信號放大單元的輸入端與時柵角位移傳感器的感應(yīng)線圈連接，感應(yīng)信號放大單元的輸出端與感應(yīng)信號處理單元的輸入端連接，任一激勵信號放大電路的輸出端與感應(yīng)信號處理單元的輸入端連接；其中，RC濾波器由電阻R1和電容C1組成，RC濾波器的輸入端與激勵信號源連接，當輸入三路激勵信號時，三路激勵信號幅值、頻率相同，只是相位相差120°，當然，不同的磁場式時柵角位移傳感器來說，也可以采用只采用其中任意兩路激勵信號放大電路，此時，兩路激勵信號幅值、頻率相同，相位相差90°，當采用兩路時，其中兩路工作的激勵信號接收電路的任一電路的輸出端與感應(yīng)信號處理單元連接，由于激勵信號具有三路，因此，具有三路感應(yīng)信號，因此，感應(yīng)信號放大單元和感應(yīng)信號處理單元均設(shè)置有三個(圖1中未畫出全部的三個感應(yīng)信號放大單元和感應(yīng)信號處理單元)，通過上述結(jié)構(gòu)，能夠有效提高處理電路的穩(wěn)定性和可靠性，避免時柵角位移傳感器的激勵信號和感應(yīng)信號處理時存在的干擾，防止信號過大衰減，有效保證整個測量系統(tǒng)的精度，適應(yīng)性強。

本實施例中，所述三個激勵信號放大電路的結(jié)構(gòu)相同，所述激勵信號放大電路包括運放UA6、電阻R2、運放UA7、電阻R3、可調(diào)電阻RW1；

所述運放UA6的同相輸入端與RC濾波器的輸出端連接，運放UA6的反相輸入端與運放UA6的輸出端連接構(gòu)成電壓跟隨器，運放UA6的輸出端通過電阻R2與運放UA7的同相輸入端連接，運放UA7的反相輸入端通過電阻R3與運放UA7的輸出端連接，所述運放UA7的反相輸入端通過可調(diào)電阻RW1接地，運放UA7的輸出端作為激勵信號接收單元的輸出端，由于在激勵信號放大電路的輸入端設(shè)置了RC濾波器，那么有效的濾出了干擾信號，而且通過上述結(jié)構(gòu)，通過可調(diào)電阻RW1的作用，能夠調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，得到不同的激勵輸出，有效增強電路的適應(yīng)性，而且電壓跟隨器的設(shè)置，有效增強驅(qū)動能力。

本實施例中，所述感應(yīng)信號放大單元包括電阻R4、電容C2、運放UA1、運放UA2、運放UA3、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、可調(diào)電阻RW2、可調(diào)電阻RW3以及芯片U1；

所述電阻R4的一端與運放UA1的同相輸入端連接，電阻R4與運放UA1的公共連接點通過電容C2接地，電阻R4的另一端作為感應(yīng)信號放大單元的正輸入端與時柵角位移傳感器的感應(yīng)線圈連接，電容C2的負輸入端作為感應(yīng)信號放大單元的負輸入端與時柵角位移傳感器的感應(yīng)線圈連接，運放UA1的反相輸入端通過電阻R5與運放UA1的輸出端連接，運放UA1的反相輸入端通過可調(diào)電阻RW2與運放UA2的反相輸入端連接，運放UA2的同相輸入端接地，運放UA2的反相輸入端通過電阻R6與運放UA2的輸出端連接，運放UA2的輸出端通過電阻R8與運放UA3的反相輸入端連接，運放UA1的輸出端通過電阻R7與運放UA3的同相輸入端連接，電阻R7和運放UA3的公共連接點通過電阻R9和可調(diào)電阻RW3串聯(lián)后接地；運放UA3的反相輸入端通過電阻R10與運放UA3的輸出端連接；運放UA3的輸出端與芯片U1的3引腳連接，芯片U1的2引腳和5引腳接地，芯片U1的1引腳和8引腳通過電阻R11串接，芯片U1的7引腳接+5V電源，芯片U1的4引腳接-5V電源，芯片U1的6引腳作為感應(yīng)信號放大單元的輸出端；其中，芯片U1為儀表放大器INA141U，通過上述結(jié)構(gòu)，組成多級放大電路，能夠?qū)Υ艌鍪綍r柵角位移傳感器輸出的微弱感應(yīng)信號進行有效的放大，而且通過可調(diào)電阻RW2調(diào)節(jié)運放UA1、運放UA2以及運放UA3組成的兩級單端差動放大電路的共模抑制比，從而能夠有效保證感應(yīng)信號的精度；其中SG表示輸入的感應(yīng)信號。

本實施例中，所述感應(yīng)信號處理單元包括過零比較器U2、電阻R13、電阻R12、運放UA4、運放UA5、電阻R14以及電阻R15；

所述過零比較器U2的2引腳作為感應(yīng)信號處理單元的第一輸入端與感應(yīng)信號放大單元的輸出端連接，過零比較器U2的3引腳接地，過零比較器U2的4引腳接-5V電源，過零比較器U2的7引腳和8引腳接+5V電源，過零比較器U2的1引腳通過電阻R12連接于運放UA4的同相輸入端，電阻R12和過零比較器U2的公共連接點通過電阻R13接地，運放UA4的反向輸入端與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端作為感應(yīng)信號處理單元的第二輸入端與三個激勵信號放大電路中的任一激勵信號放大電路的輸出端連接，運放UA4的輸出端與運放UA5的同相輸入端連接，運放UA5的反相輸入端接地，運放UA5的反相輸入端通過電阻15與運放UA5的輸出端連接，所述UA5的輸出端作為感應(yīng)信號處理電路的輸出端輸出方波信號；其中，過零比較器U2采用TLV7256IDDUR芯片，用于將接收到的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成具有相位信息的方波信號，運放UA4用于將感應(yīng)信號與激勵信號進行相位比較，從而對感應(yīng)信號進行相位修正，并輸出具有相移信息的方波信號，由于各激勵信號出相位外，其他參數(shù)均相同，因此，感應(yīng)信號與任一激勵信號作對比均可，運放UA5構(gòu)成射極跟隨器，用于隔離感應(yīng)信號處理單元的前級電路與后續(xù)處理電路(用于根據(jù)感應(yīng)信號處理單元輸出的方波信號計算旋轉(zhuǎn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)角度的電路)，從而有效保證整個電路的穩(wěn)定性；其中，圖2中僅僅劃出了其中一路激勵和一路感應(yīng)的原理圖，當采用兩路和三路時，結(jié)構(gòu)完全相同，圖2中的SJ表示三路(或兩路)的任一激勵信號。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。