專利名稱：數字磁致伸縮位移傳感器電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳感器電路，特別涉及一種數字磁致伸縮位移傳感器電路。
背景技術：
工業工程中用于機械制造、化工、飲食等企業，在生產過程中需要對其產品生產過程進行監控、定位、預置和位移測量等。磁致位移傳感器是根據威德曼效應，在對傳感器施加脈沖電流會產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換為正比于磁環位置的PWM(脈寬調制)信號，然后以轉換為相應的電流、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難題。目前國內外磁致伸縮位移傳感器的電路系統比較復雜，工藝要求高，實現難度較大，通常的做法是通過增加非線性調節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，造成了在生產過程使用了大量的設備，難以調試，花費大量的人力物力和昂貴的調試設備。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種數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，簡化模擬電路調試過程。為解決所述技術問題，本發明提供了一種數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、數字轉電流電壓芯片、比較器、脈沖放大電路、波導絲、感應線圈、電源，時間測量模塊、數字轉電流電壓芯片、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、數字轉電流電壓芯片連接，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。本發明的積極進步效果在于本發明經軟件編程優化處理，實現傳感器的數字非線性校準和數值濾波，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用，簡化模擬電路調試過程，降低人力物力和調試設備的成本。
圖I為本發明數字磁致伸縮位移傳感器電路的結構框圖。
具體實施例方式下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發明。如圖I所示，本發明數字磁致伸縮位移傳感器電路包括微控制器I、時間測量模塊
2、數字轉電流電壓芯片3、比較器4、脈沖放大電路5、波導絲6、感應線圈7、電源8，時間測量模塊2、數字轉電流電壓芯片3、脈沖放大電路5、電源8都與微控制器I連接，電源8還與
3時間測量模塊2、數字轉電流電壓芯片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生磁致伸縮現象(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，
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，波導絲周圍產生一個旋轉磁場向兩端移動，在移動過程中與在保護套管外的磁環產生的磁場相遇，發生磁致伸縮效應，被應變測量裝置測量并轉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)等工業設備進行控制顯示或執行監控。本發明數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)，經軟件編程優化處理，具有輸出靈敏度高、線性好、體積小、易于集成等優點，實現傳感器的數字非線性校準和數值濾波，提高了傳感器的線性、精度和抗干擾的能力。本發明能在達到較高精度和穩定性的前提下，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控制，使用時直接安裝，無需調試，簡化模擬電路調試過程，節約大量的人力、時間以及需要昂貴的效驗設備，大大提高了使用者的生產效率。本發明數字磁致伸縮位移傳感器電路的工作原理如下磁環(或磁浮球)在不銹鋼導軌上時，經微控制器產生10次/秒脈沖大電流，施加于波導絲的兩端，在感應線圈產生脈沖電流，該脈沖電流在波導管內傳輸與磁環(或磁浮球)產生的磁場相遇，發生磁致伸縮效應，感應線圈產生脈沖電壓，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據運算補償處理后，再通過數字轉電流電壓芯片輸出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。雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本發明的保護范圍由所附權利要求書限定。
權利要求
1. 一種數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、 數字轉電流電壓芯片、比較器、脈沖放大電路、波導絲、感應線圈、電源，時間測量模塊、數字轉電流電壓芯片、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、數字轉電流電壓芯片連接，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。
全文摘要
本發明公開了一種數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、數字轉電流電壓芯片、比較器、脈沖放大電路、波導絲、感應線圈、電源，時間測量模塊、數字轉電流電壓芯片、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、數字轉電流電壓芯片連接，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。本發明提高了傳感器的線性、精度和抗干擾的能力，簡化模擬電路調試過程。
文檔編號G01B7/02GK102937407SQ20111023340
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者伍正輝, 龍霞, 劉榮彬 申請人:上海朝輝壓力儀器有限公司