【正文】 , u2 與 u0 同頻反相。交流放大器的輸出信號電壓接到振蕩器變壓器中間的抽頭“9”上，在這種電路中只有當(dāng)“6”點為正周期時，DD5 截止，D6 、D7 導(dǎo)通，才有電流到直流放大電路中放大，因此是一種半坡相敏整流電路。但 KF 越大，閉環(huán)頻帶越窄。當(dāng)確定電源電壓后，集成運放最大輸出幅度被稱為飽和輸出電壓（U B） 。sr n (313)o0(1)VDFA??式(313)中， 為電路的輸出電阻； 為集成運放的輸出電阻； 為集成soR0RVDA運放的開環(huán)放大倍數(shù)。本設(shè)計采用雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器，它的性能比較穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，具有很高的抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡單，其缺點是工作速度較低。能在但極性參考電壓下對雙極性模擬輸入電壓進行 A/D 轉(zhuǎn)換。7135 一次A/D 轉(zhuǎn)換周期分為四個階段：自動調(diào)零（AZ） ； 被測電壓積分（INT） ；基準(zhǔn)電壓反積分（DE） ；積分回零（ZI） 。第一個 ST 負脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后 101 個時鐘周期產(chǎn)生。在 DE 階段開始時變低。當(dāng)輸入電壓過量程時，D5D1 在 AZ 階段開始時只分別輸出一個脈沖，然后都處于低電平，直至 DE 階段開始時才輸出連續(xù)脈沖。 ICL7135 需要外部的時鐘信號，本設(shè)計采用 CD4060 來對 4M 信號進行 3 2 分頻得到 125KHz 的時鐘信號。一個字符由 68 或 88 點陣組成，即要找到和屏上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 個字節(jié)，并且要使每個字節(jié)的不同的位為‘1’，其它的為‘0’ ，為‘1’的點亮，為‘0’的點暗，這樣一來就組成某個字符。(1) 顯示地址：內(nèi)部地址計數(shù)器的計數(shù)地址：SB7=0(DB0～DB6)第一行00、002… …等，第二行 442… …等，可配合檢測 DB7=1 (RS=0,R/W=1)讀取目前顯示字的地址，判斷是否需要換行。 單片機部分圖 317 89S52 引腳圖單片機選用的是 ATMEL 公司新推出的 AT89S52，如圖 317 所示。 ⑧ BBBB1（11113 腳）該四端為轉(zhuǎn)換結(jié)果 BCD 碼輸出，采用動態(tài)掃描輸出方式，即當(dāng)位選信號 D5=“1”時，該四端的信號為萬位數(shù)的內(nèi)容，D4=“1”時為千位數(shù)內(nèi)容，其余依次類推。該信號在 INT 階段開始時變低。需要注意的是，若上一周期為保持狀態(tài)（R/H=“0”）則 ST 無脈沖信號輸出。圖 314 ICL7135 的波形圖① R/H （25 腳）當(dāng) R/H=“1”（該端懸空時為“1” ）時， 7135 處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每 40002 個時鐘周期完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換。⑤ 所有輸出端和 TTL 電路相容。（1）雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理（a） (b)圖 312 A/D 轉(zhuǎn)換器（a）A/D 轉(zhuǎn)換器原理圖 （b ） 雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的波形圖雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖 312(a)所示：對輸入模擬電壓和基準(zhǔn)電壓進行兩次積分，先對輸入模擬電壓進行積分，將其變換成與輸入模擬電壓成正比的時間間隔 T1，再利用計數(shù)器測出此時間間隔，則計數(shù)器所計的數(shù)字量就正比于輸入的模擬電壓；接著對基準(zhǔn)電壓進行同樣的處理。本設(shè)計才用兩級反相比例電路的設(shè)計，電路的總的放大倍數(shù) 。F=1/(1+︱K F︱)= Rr /（R r + RF） (38)式(38)中,F 為反饋系數(shù)。K F 取值范圍： ～100。所以該電路起到了相敏檢波的作用。 (31)0012un? (32)2211根據(jù)變壓器的工作原理, 考慮到 O、M 分別為變壓器 T T2 的中心抽頭, 則有 （33）0012un? （34）2211?式中 n1, n2 為變壓器 T T2 的變比。 輸入信號 u2(差動變壓器式傳感器輸出的調(diào)幅波電壓)通過變壓器 T1 加到環(huán)形電橋的一個對角線。穩(wěn)壓管 D3 用來進一步穩(wěn)定振蕩器電源電壓，以保證振蕩器振幅的穩(wěn)定和頻率的穩(wěn)定；R3 是它的限流電阻。由于 Av 較大，只要適當(dāng)選201VLA?取 L2/L1 的比值，就可實現(xiàn)起振。目前，國內(nèi)常用的電感測微儀有指針式和數(shù)字式兩種，存在的問題較多，如高精度測量范圍小，零位調(diào)節(jié)不方便、功能單一和通用性差等。正弦波振蕩器為電感式傳感器和相敏檢波器提供了頻率和幅值穩(wěn)定的激勵電壓，正弦波振蕩器輸出的信號加到測量頭中由線圈和電位器組成的電感橋路上。（3）相敏檢波電路模塊：從放大器的輸出電壓中，將位移的變化信號解調(diào)出來，并分辨出傳感器的鐵芯位置是向上還是向下。經(jīng)上述四種電感傳感器測量電路的分析和比較，交流電橋式測量電路更符合本系統(tǒng)設(shè)計的要求，因此，本系統(tǒng)采用了變壓器式交流電橋測量電路的形式。由于 U 是交流電壓， 輸出指示無法判斷位移方向，必須配合相敏檢波電路來解決。對于高 Q 值的差動式電感傳感器 ,有 ΔZ1+ΔZ2 jω(ΔL1+ΔL2)，? 則電橋輸出電壓為： (220)1212()(Z)oUUL????????＝銜鐵上移 ：兩個線圈的電感變化量 ΔLΔL 2 分別由式（210）及式（2?12）表示。 電感傳感器測量電路電感式傳感器的測量電路有交流電橋式、變壓器式交流電橋以及諧振式等。對于變隙式傳感器, 因為氣隙很小, 所以可以認為氣隙中的磁場是均勻的。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。并且運用單片機的開發(fā)工具 Keil C51μvision2 對軟件設(shè)計中的程序進行編寫、編譯、模擬仿真。 本課題的主要研究內(nèi)容基于對電感傳感器測量電路的分析和初步研究，本課題將對傳統(tǒng)的電感傳感器精密測量電路系統(tǒng)進行了改進，具體內(nèi)容如下：本文在對傳統(tǒng)的電感測微儀結(jié)構(gòu)及性能、電感傳感器位移測量系統(tǒng)的理論及應(yīng)用進行研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種具有體積小、成本低、壽命長、反應(yīng)速度快、能滿足不同量程和不同分辨率等特點的電感傳感器接口電路。上述方法不同程度的提高了電感測量系統(tǒng)精度，但是也存在一定的缺陷，如電路比較復(fù)雜，通用性不強等；軟件非線性補償很多算法復(fù)雜、計算量大不利于工程實際等。在電感傳感器測頭的技術(shù)水平已經(jīng)比較成熟情況下，如果靠繼續(xù)提高電感測頭的精度來提高系統(tǒng)整體精度將付出很高的代價，會增加系統(tǒng)成本。我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┤ソ鉀Q電感測微系統(tǒng)存在的問題，使之能在加工領(lǐng)域中得到更好的應(yīng)用。高精度電感式位移傳感器暨電子測量儀是用于零件尺寸和形位測量與檢驗的設(shè)備，由于精度高、性能穩(wěn)定、使用方便，在國內(nèi)、外得到廣泛應(yīng)用。就電感傳感器及其測量系統(tǒng)而言，國內(nèi)生產(chǎn)的電感測微系統(tǒng)還普遍存在如下問題：高精度檔位量程范圍小，分辨率不高，漂移比較大，穩(wěn)定性差且系統(tǒng)智能化程度低，不易于擴展等。不難看出，傳感器技術(shù)是涉及國民經(jīng)濟及國防科研各領(lǐng)域的重要技術(shù)。該電路采用電感傳感器把被測位移量轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷蹼娦盘?，?jīng)前置交流放大、相敏整流，直流放大，A/D 轉(zhuǎn)換等電路處理后，送入單片機進行綜合運算處理后輸出，并通過液晶顯示結(jié)果，可以適應(yīng)不同量程和分辨率的信號調(diào)理要求。關(guān)鍵詞：位移測量；電感式傳感器；單片機；液晶顯示The Design of the Inductive Sensor Interface CircuitAbstract: the measurement of diaspacement is very important in engineering. Inductive transducers are widely used due to their simple structures,high output capacities,good linearity,good disturbance resistance,good stability and low on thoroughly analysis of linear inductive displacement transducers,a inductive displacement transducer interface circuit is designed in this thesis.This metering circuit uses the inductive transceiver to transform that the displacement offset into the weak electrical signal, after the pre AC amplification, the phasesensitive rectifier,the DC Larger and the A / D conversion circuit processing, output after processing in the monolithic integrated circuit and display the results through the LCD. It can adapt to different range and resolution of the signal conditioning requirements. In the process of designing, Protel99SE is used to plot schematic diagram, Keil C51μvision2 and the development kit of MCU is used to pile, translate and make simulation about the assemble program. The circuit is in gear and it basically can acplish the task of measure of the displacement offset through the inductive sensor and dispiay the result.Keywords: the measurement of displacement；the inductive sensor；MCU；LCD目 錄1 緒論 ..................................................................................................................................1 本文的課題背景及意義 ............................................................................................1 課題的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................1 課題研究方法 ............................................................................................................4 本課題的主要研究內(nèi)容 ............................................................................................42 電感傳感器 ......................................................................................................................5 電感傳感器的介紹 ....................................................................................................5 電感傳感器的工作原理 ........................................................................................5 電感傳感器的輸出特性 ........................................................................................7 電感傳感器測量電路 ............................................................................................9 電感式傳感器的等效電路 .............................................................................9 交流電橋式測量電路 ....................................................................................9 變壓