電磁感應(yīng)位置編碼傳感器設(shè)計(jì)及其應(yīng)用.pdf

1、通道運(yùn)輸系統(tǒng)中的牽引車運(yùn)行在按通道延伸方向鋪成的磁條上,這些磁條鋪成了一個(gè)復(fù)雜樹狀的結(jié)構(gòu),牽引車必須知道自己的位置以及目標(biāo)位置,才能找到合適的路徑,然后順著磁條自動(dòng)運(yùn)行。結(jié)合常用定位方式以及牽引車的具體工作環(huán)境,本文設(shè)計(jì)出一種新型的非接觸式位置傳感器,并成功運(yùn)用到通道特殊位置的定位上。
　　電磁感應(yīng)位置編碼傳感器(EIPES)采用了電磁感應(yīng)通信(EIC)技術(shù),由于EIC通信方式只在有限距離有效,因此可以用來(lái)定位。EIPES分為發(fā)送

2、端和接收端,發(fā)送端使用一定的編碼信號(hào)調(diào)制高頻振蕩信號(hào),從而將位置編碼發(fā)送出去。接收端通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)該信號(hào)的解調(diào),將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào),再通過(guò)編碼規(guī)則對(duì)其進(jìn)行解碼。
　　本文提出了一種新型的編碼方式,即通過(guò)脈沖間隔時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)。具體的,脈沖寬度設(shè)置為1T,用1T間隔時(shí)間來(lái)表示為“0”,用2T間隔時(shí)間來(lái)表示位“1”。另外,對(duì)串行數(shù)據(jù)幀還設(shè)置了開始位和結(jié)束位標(biāo)志,分別占用3T和4T脈沖間隔時(shí)間。
　　發(fā)送端電路包括撥

3、碼電路、編碼電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離和同步電路、功率放大電路和信號(hào)發(fā)射電路等。前兩項(xiàng)構(gòu)成調(diào)制電路,后幾項(xiàng)構(gòu)成振蕩電路。編碼電路使用高低電平控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路使能端,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制。在信號(hào)發(fā)射電路中,使用了矩形脈沖信號(hào)激勵(lì)LC諧振電路,而矩形脈沖信號(hào)可以用傅里葉級(jí)數(shù)進(jìn)行等效替換。通過(guò)對(duì)LC電路的幅頻響應(yīng)進(jìn)行分析,得到L兩端的電壓輸出可以看作是對(duì)矩形脈沖信號(hào)的基頻分量的響應(yīng)。
　　接收端電路包括信號(hào)感應(yīng)電路、信號(hào)放大

4、電路、全波整流電路、檢波電路、整形電路、單片機(jī)解碼電路以及通訊接口電路等。前5項(xiàng)為解調(diào)電路,完成從正弦脈沖信號(hào)到數(shù)字方波的轉(zhuǎn)換,得到編碼信號(hào)。再通過(guò)單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行解碼,得到相應(yīng)的位置標(biāo)號(hào)。接收端通過(guò)RS-485為EIPES提供了與控制系統(tǒng)通信的硬件接口;通過(guò)MODBUS協(xié)議提供了軟件接口,實(shí)現(xiàn)了傳感器的標(biāo)準(zhǔn)化。
　　EIPES應(yīng)用于樹形路線的各個(gè)分叉路口上,通過(guò)將工位編號(hào)與路口編號(hào)、路口類型建立映射表進(jìn)行查詢,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)控制邏輯。