開關(guān)電感式位移傳感器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)代社會中，人類已經(jīng)處在一個信息大爆炸的時代，信息化、自動化已經(jīng)成為世界各國重要發(fā)展方向。傳感與檢測技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的最前端技術(shù)，將成為21世紀(jì)人們在信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域爭奪的一個制高點(diǎn)。
　　 傳感器作為一種能夠把特定的被測量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置，不僅是實(shí)現(xiàn)自動化的重要元器件，也是電子系統(tǒng)與多種非電領(lǐng)域之間相互聯(lián)系的橋梁，更是實(shí)現(xiàn)測試自動控制的首要環(huán)節(jié)，如果沒有傳感器對原始信息進(jìn)行

2、準(zhǔn)確的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測試和控制都將無法實(shí)現(xiàn)。沒有精確可靠的傳感器，就沒有精確可靠的自動檢測和系統(tǒng)控制。因此在諸如信息獲取、信號計(jì)測、工業(yè)自動控制等眾多領(lǐng)域中傳感技術(shù)都起著關(guān)鍵支柱的作用，傳感技術(shù)作為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一已經(jīng)成為世界各國重點(diǎn)發(fā)展方向。
　　 在我們的日常生活和工作中，我們需要經(jīng)常對微小位移進(jìn)行高精度的計(jì)量。使用游標(biāo)卡尺、螺旋測微儀等傳統(tǒng)的計(jì)量工具得出的數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足對測量精度的需要。基于此背景本文研

3、究了一種開關(guān)電感式位移傳感器，傳感器應(yīng)用開關(guān)充放電法對電感信號進(jìn)行檢測，以實(shí)現(xiàn)對位移信號的測量。該傳感器具有測量精度高、分辨率較高，同時又具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)和工作可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而適合在一般實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)條件下對位移測量精度的需要。
　　 首先本文介紹了該課題研究的目的背景與意義，闡述了電感式位移傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景，對位移式傳感器的種類、原理及特點(diǎn)做了簡要的說明。
　　 其次介紹了開關(guān)電感式位移傳感器的工

4、作原理，并對傳感器位移測量系統(tǒng)的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做了說明，該系統(tǒng)分為兩大塊分別是傳感器位移測量部分和數(shù)據(jù)信號采集處理部分。
　　 接著對傳統(tǒng)的電感檢測電路做了說明，在此基礎(chǔ)上提出開關(guān)充放電法電感檢測的原理，分析了采用不同的磁芯材料可能對開關(guān)充放電法電感檢測產(chǎn)生的影響。
　　 同時對開關(guān)電感式位移傳感器的測量電路做了模塊化的設(shè)計(jì)，主要包括的模塊有:恒流源充電模塊，為充電過程提供穩(wěn)定的恒流電流;二極管放電模塊，完成電感信號到電壓

5、信號的轉(zhuǎn)化;信號調(diào)理模塊，實(shí)現(xiàn)對電壓信號的放大比較以及向電信號的轉(zhuǎn)換;PWM信號發(fā)生模塊以及電信號采集模塊，單片機(jī)發(fā)出PWM信號對開關(guān)實(shí)時控制，以完成向電感充放電的過程，經(jīng)過使能信號的選擇后電信號進(jìn)入單片機(jī)，轉(zhuǎn)換成定時計(jì)數(shù)值。()最后應(yīng)用開關(guān)充放電法對不同的磁芯材料進(jìn)行電感檢測實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析證明了開關(guān)充放電法的可行性，最終對開關(guān)電感式位移傳感器的性能進(jìn)行測試，通過對位移測量數(shù)據(jù)的分析，驗(yàn)證了開關(guān)電感式位移傳感器滿足對位移測量