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(huì)中，人類已經(jīng)處在一個(gè)信息大爆炸的時(shí)代，信息化、自動(dòng)化已經(jīng)成為世界各國(guó)重要發(fā)展方向。傳感與檢測(cè)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?cè)谛畔⒖茖W(xué)技術(shù)領(lǐng)域爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)。
　　 傳感器作為一種能夠把特定的被測(cè)量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置，不僅是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(cè)試自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，如果沒(méi)有傳感器對(duì)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(cè)試和控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有精確可靠的傳感器，就沒(méi)有精確可靠的自動(dòng)檢測(cè)和系統(tǒng)控制。因此在諸如信息獲取、信號(hào)計(jì)測(cè)、工業(yè)自動(dòng)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(guó)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(duì)微小位移進(jìn)行高精度的計(jì)量。使用游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)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(duì)測(cè)量精度的需要?；诖吮尘氨疚难?/p>

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(duì)電感信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)位移信號(hào)的測(cè)量。該傳感器具有測(cè)量精度高、分辨率較高，同時(shí)又具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)位移測(cè)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(duì)位移式傳感器的種類、原理及特點(diǎn)做了簡(jiǎn)要的說(shuō)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(duì)傳感器位移測(cè)量系統(tǒng)的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做了說(shuō)明，該系統(tǒng)分為兩大塊分別是傳感器位移測(cè)量部分和數(shù)據(jù)信號(hào)采集處理部分。
　　 接著對(duì)傳統(tǒng)的電感檢測(cè)電路做了說(shuō)明，在此基礎(chǔ)上提出開關(guān)充放電法電感檢測(cè)的原理，分析了采用不同的磁芯材料可能對(duì)開關(guān)充放電法電感檢測(cè)產(chǎn)生的影響。
　　 同時(shí)對(duì)開關(guān)電感式位移傳感器的測(cè)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(guò)程提供穩(wěn)定的恒流電流;二極管放電模塊，完成電感信號(hào)到電壓

5、信號(hào)的轉(zhuǎn)化;信號(hào)調(diào)理模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)的放大比較以及向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換;PWM信號(hào)發(fā)生模塊以及電信號(hào)采集模塊，單片機(jī)發(fā)出PWM信號(hào)對(duì)開關(guān)實(shí)時(shí)控制，以完成向電感充放電的過(guò)程，經(jīng)過(guò)使能信號(hào)的選擇后電信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)，轉(zhuǎn)換成定時(shí)計(jì)數(shù)值。()最后應(yīng)用開關(guān)充放電法對(duì)不同的磁芯材料進(jìn)行電感檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)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(duì)開關(guān)電感式位移傳感器的性能進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)對(duì)位移測(cè)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(duì)位移測(cè)量