一種直線位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直線位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)過(guò)程中精度控制的要求不斷提高，使得直線位移傳感器得到了快速的發(fā)展。由于直線位移傳感器不僅更易優(yōu)化生產(chǎn)流程，良好地保證生產(chǎn)質(zhì)量，而且降低了生產(chǎn)成本和故障率。越來(lái)越多的用戶更加青睞于選擇使用直線位移傳感器輸出模擬量來(lái)控制檢測(cè)產(chǎn)品位移?，F(xiàn)有技術(shù)的直線位移傳感器主要是利用電感線圈工作原理將直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過(guò)滑片在滑軌上的位移來(lái)測(cè)量不同阻值，滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過(guò)微安培的小電流，滑片和始端之間電壓與滑塊移動(dòng)長(zhǎng)度成正比，但是這種結(jié)構(gòu)的直線位移傳感器在實(shí)際使用時(shí)存在如下問(wèn)題:
[0003]1、可變電阻連接的主控電路模塊的主控芯片為傳統(tǒng)型的51單片機(jī)，針對(duì)當(dāng)前產(chǎn)品對(duì)位移測(cè)量精確度的要求，在處理高速采集數(shù)據(jù)過(guò)程中，主控電路模塊的運(yùn)行穩(wěn)定性較差，運(yùn)行處理速度較低，因而輸出信號(hào)的可靠性較差。
[0004]2、直線位移傳感器中用分壓器降低對(duì)滑軌總阻值精確性的要求，而且溫度變化會(huì)引起阻值變化進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果，使最終輸出的測(cè)量信號(hào)容易失真，導(dǎo)致輸出精度較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種運(yùn)行處理速度較高、可靠性較高和輸出精度較高的直線位移傳感器。
[0006]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種直線位移傳感器，包括有:中心控制模塊、信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)接收與處理模塊、設(shè)置與輸出模塊，電源模塊；所述電源模塊，為上述各模塊供電；
[0008]所述中心控制模塊，控制所述信號(hào)發(fā)射模塊定時(shí)發(fā)送激勵(lì)信號(hào)，
[0009]所述信號(hào)發(fā)射模塊連接有滑塊，所述滑塊移動(dòng)時(shí)與信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)送的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)周期性信號(hào)，
[0010]所述信號(hào)接收與處理模塊接收上述周期性信號(hào)并給予濾波、放大和調(diào)制處理，
[0011]所述中心控制模塊對(duì)所述信號(hào)接收與處理模塊發(fā)出的周期性信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后發(fā)送控制指令給設(shè)置與輸出模塊，
[0012]所述設(shè)置與輸出模塊接受指令后輸出最終的電信號(hào)，所述電信號(hào)輸入外部設(shè)備得出被測(cè)物體的位移長(zhǎng)度。
[0013]還包括與中心控制模塊電連接的信號(hào)指示燈，所述信號(hào)指示燈依據(jù)所述滑塊移動(dòng)檢測(cè)被測(cè)物體量程范圍而分別給出正常狀態(tài)指示、超量程狀態(tài)指示、故障狀態(tài)指示。
[0014]所述設(shè)置與輸出模塊具有數(shù)據(jù)輸入部件，所述數(shù)據(jù)輸入部件用于寫(xiě)入所述滑塊的起始與終點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)量物體位移測(cè)量范圍的調(diào)整；或者，所述設(shè)置與輸出模塊接受指令后輸出最終的電信號(hào)為OV至1V的電壓值或者4mA至20mA的電流值。
[0015]所述電源模塊為可調(diào)直流電源，所述電源模塊的輸入電壓為13.5V到30V，所述電源模塊的內(nèi)部調(diào)整輸出12V恒壓源、5V恒壓源、-5V恒壓源和60V恒壓源。
[0016]所述信號(hào)發(fā)射模塊包括有驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊一端電連接中心控制模塊，另一端電連接60V恒壓源，所述中心控制模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)60V電源每毫秒發(fā)射一個(gè)2.5微秒脈寬的激勵(lì)信號(hào)。
[0017]所述中心控制模塊包括主芯片和外圍電路，所述主芯片為ATmegaS微控制器，所述主芯片和所述外圍電路的連接方式為:ATmega8微控制器的17管腳、16管腳、15管腳、29管腳通過(guò)JTAG下載口連接；所述Atmega8的12腳、28腳、2腳、23腳與U15連接；所述Atmega8的11腳、I腳與U14的連接；所述ATmega8的32腳與U5連接；所述ATmega8的24腳、25腳、26腳、9腳與U16連接；所述ATmega8的13腳、31腳與LED雙色燈連接；所述ATmega8的27腳與U17連接；所述ATmega8的3腳、5腳、21腳與電源地連接Jy^iATmegaS的4腳、6腳、18腳與電源5V連接；所述ATmega8的7腳、8腳通過(guò)電容C126、C122與晶振Yl連接。
[0018]所述設(shè)置與輸出模塊包括信號(hào)輸出幅值調(diào)整電路，所述信號(hào)輸出幅值調(diào)整電路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC8043的5、6、7管腳與中心控制模塊連接；所述DAC8043的8腳與電源5V連接；所述DAC8043的4腳接地；所述DAC8043的I腳與運(yùn)放OPA2131的I腳連接；所述DAC8043的2腳與運(yùn)放OPA2131的7腳連接；所述DAC8043的3腳與運(yùn)放OPA2131的6腳連接；所述運(yùn)放OPA2131的2腳通過(guò)電阻R130與信號(hào)采集端連接；所述運(yùn)放OPA2131的3腳接地；所述DAC8043的8腳與電源VCC5相連且通過(guò)電容C106接地。
[0019]所述信號(hào)指示燈的分別給出正常狀態(tài)指示為綠色燈、超量程狀態(tài)指示為黃色燈、故障狀態(tài)指示為紅色燈。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0021]1、本實(shí)用新型的中心控制模塊外部集成電源模塊、信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)接收與處理模塊、滑塊、設(shè)置與輸出模塊和信號(hào)指示燈，中心控制模塊控制信號(hào)發(fā)射模塊定時(shí)發(fā)送激勵(lì)信號(hào)，滑塊移動(dòng)與信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)生磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生周期性信號(hào)，信號(hào)接收與處理模塊接收周期性信號(hào)并且對(duì)其進(jìn)行濾波、放大和調(diào)制處理后傳輸至中心控制模塊，中心控制模塊對(duì)接收到的周期性信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后發(fā)送給設(shè)置與輸出模塊，設(shè)置與輸出模塊輸出OV至1V的電壓信號(hào)或者4mA至20mA的電流信號(hào)，設(shè)置與輸出模塊還能調(diào)整測(cè)量位移范圍，實(shí)現(xiàn)起始與終點(diǎn)的設(shè)置。信號(hào)指示燈依據(jù)滑塊移動(dòng)檢測(cè)被測(cè)物體量程范圍而輸出相應(yīng)的燈態(tài)，滑塊不與電路進(jìn)行接觸連接，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長(zhǎng)壽命，可使用在各種惡劣條件下；設(shè)置與輸出模塊還能調(diào)整測(cè)量位移范圍，調(diào)整方式為通過(guò)一根設(shè)置線分別與供電電源正負(fù)短接，實(shí)現(xiàn)起始與終點(diǎn)的設(shè)置，從而使得傳感器與外圍設(shè)備的兼容性更好，能更靈活的調(diào)整輸出范圍。
[0022]2、本實(shí)用新型的中心控制模塊包括中心控制單元電路，中心控制單元電路用ATmegaS微處理器作為主控芯片，運(yùn)行速度可調(diào)且穩(wěn)定性極佳，常規(guī)運(yùn)行速度為8MHz ;可以實(shí)現(xiàn)倍頻與分頻；具有低功耗模式，耗電量極低；保證了中心控制模塊處理周期信號(hào)的高速處理速度，也使得設(shè)置與輸出模塊輸出的信信號(hào)更加可靠。
[0023]3、本實(shí)用新型的設(shè)置與輸出模塊包括信號(hào)輸出幅值調(diào)整電路，該塊電路可以根據(jù)需要線性調(diào)整輸出信號(hào)幅值大小；輸入信號(hào)振幅為幾毫伏大小的周期信號(hào)，后級(jí)無(wú)法采集，所以需要放大，而不同的放大程度使得采集時(shí)間有較大的差異；對(duì)于設(shè)計(jì)而言就需要定量的調(diào)整其輸出幅值大小，以得到最佳的信號(hào)波形，保證了信號(hào)的不失真的輸出，輸出精度較尚O
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的直線位移傳感器的原理框圖。
[0025]圖2是本實(shí)用新型的中心控制單元電路圖。
[0026]圖3是本實(shí)用新型的信號(hào)輸出幅值調(diào)整電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖1-圖3對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0028]實(shí)施例:
[0029]本實(shí)用新型的技術(shù)方案涉及直線位移傳感器主題，以下做詳細(xì)闡述。
[0030]如圖1所示，一種直線位移傳感器，包括有:中心控制模塊、信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)接收與處理模塊、設(shè)置與輸出模塊，電源模塊；所述電源模塊，為上述各模塊供電；
[0031]所述中心控制模塊，控制所述信號(hào)發(fā)射模塊定時(shí)發(fā)送激勵(lì)信號(hào)，
[0032]所述信號(hào)發(fā)射模塊連接有滑塊，所述滑塊移動(dòng)時(shí)與信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)送的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)周期性信號(hào)，
[0033]所述信號(hào)接收與處理模塊接收上述周期性信號(hào)并給予濾波、放大和調(diào)制處理，
[0034]所述中心控制模塊對(duì)所述信號(hào)接收與處理模塊發(fā)出的周期性信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后發(fā)送控制指令給設(shè)置與輸出模塊，
[0035]所述設(shè)置與輸出模塊接受指令后輸出最終的電信號(hào)，所述電信號(hào)輸入外部設(shè)備得出被測(cè)物體的位移長(zhǎng)度。
[0036]還包括與中心控制模塊電連接的信號(hào)指示燈，所述信號(hào)指示燈依據(jù)所述滑塊移動(dòng)檢測(cè)被測(cè)物體量程范圍而分別給出正常狀態(tài)指示、超量程狀態(tài)指示、故障狀態(tài)指示。
[0037]所述設(shè)置與輸出模塊具有數(shù)據(jù)輸入部件，所述數(shù)據(jù)輸入部件用于寫(xiě)入所述滑塊的起始與終點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)量物體位移測(cè)量范圍的調(diào)整；或者，所述設(shè)置與輸出模塊接受指令后輸出最終的電信號(hào)為OV至1V的電壓值或者4mA至20mA的電流值。
[0038]所述電源模塊為可調(diào)直流電源，所述電源模塊的輸入電壓為13.5V到30V，所述電源模塊的內(nèi)部調(diào)整輸出12V恒壓源、5V恒壓源、-5V恒壓源和60V恒壓源。
[0039]所述信號(hào)發(fā)射模塊包括有驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊一端電連接中心控制模塊，另一端電連接60V恒壓源，所述中心控制模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)60V電源每毫秒發(fā)射一個(gè)2.5微秒脈寬的激勵(lì)信號(hào)。
[0040]中心控制模塊外部集成電源模塊、信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)接收與處理模塊、滑塊、設(shè)置與輸出模塊和信號(hào)指示燈，中心控制模塊控制信號(hào)發(fā)射模塊定時(shí)發(fā)送激勵(lì)信號(hào)，滑塊移動(dòng)與信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)生磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生周期性信號(hào)，信號(hào)接收與處理模塊接收周期性信號(hào)并且對(duì)其進(jìn)行濾波、放大和調(diào)制處理后傳輸至中心控制模塊，中心控制模塊對(duì)接收到的周期性信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后發(fā)送給設(shè)置與輸出模塊，設(shè)置與輸出模塊輸出OV至1V的電壓信號(hào)或者4mA至20mA的電流信號(hào)，設(shè)置與輸出模塊還能調(diào)整測(cè)量位移范圍，實(shí)現(xiàn)起始與終點(diǎn)的設(shè)置。信號(hào)指示燈依據(jù)滑塊移動(dòng)檢測(cè)被測(cè)物體量程范圍而輸出相應(yīng)的燈態(tài)，滑塊不與電路進(jìn)行