【正文】 轉(zhuǎn)換為線圈的電感或阻抗變化的變磁阻式傳感器。一般來說，電感傳感器的分辨力和示值誤差與示值范圍有關(guān)。 電感傳感器具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大，抗干擾能力強，對工作環(huán)境要求不高，分辨力較高（如在測量長度是一般可達(dá) μ m），示值誤差一般為示值范圍的 %%，未定性好。這種互感式傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級繞基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)設(shè)計 5 組都用差動形式連接，故有被稱為差動變壓器式傳感器，簡稱差動變壓器，在這種傳感器中，一般將被測量的變化轉(zhuǎn)換為變壓器的互感變化，變壓器初級線圈輸入交流電壓，次級線圈則互感應(yīng)出電動勢。例如：可測量彎曲和偏移；可測量振蕩的振幅高度；可控制 尺寸的穩(wěn)定性；可控制定位；可控制對中心率或偏心率。 25um50mm,測量精度與電容式位移傳達(dá)室感器差不多 ,但是它的頻率響應(yīng)較低 ,不宜于高頻動態(tài)測量。它具有靈敏度高、分辨力大，能測出177。這時，表示它們之間關(guān)系的是一個含 有時間變量的微分方程，與被測量相對應(yīng)的輸出響應(yīng)特性稱為動態(tài)特性。當(dāng)被測量不隨時間變化或變化很慢時，可以認(rèn)為輸入量和輸出量都和時間無關(guān)。此信號由相 敏檢波器鑒出極性，得到一個與銜鐵位移相對應(yīng)的直流電 壓信號，經(jīng)放大和 A/D 轉(zhuǎn)換后輸入到單片機，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理進(jìn)行顯示。當(dāng)測頭帶動銜鐵上下移動時，若上線圈的電感量增加，下線圈的電感量則減少；若上線圈的電感量減少，下線圈的電感量則增加。工件的微小位移經(jīng)電感式傳感器的測頭帶動兩線圈內(nèi)銜鐵移動，使兩線圈內(nèi)的電感量發(fā)生相對的變化。 設(shè)計要求： 測量范圍 ~； 基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)設(shè)計 3 綜合測量誤差小于 1%； 測量結(jié)果 LCD 實時顯示； 配備無線數(shù)傳功能； 第二章 設(shè)計思路 該系統(tǒng)主要包括電感式傳感器、正弦波振蕩器、放大器、相敏檢波器 、 A/D 轉(zhuǎn)換、 LCD 顯示 及單片機系統(tǒng)。 第一章 基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)概述 電感微位移傳感器是一種建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上，利用線圈的自感或互感系數(shù)的改變來實現(xiàn)非 電量 (主要是位移 )測量的低本、高精度測量儀，因為其分辨力高、使用 壽命長、工作性能穩(wěn) 定，應(yīng)用于微位移測量己經(jīng)有很長的歷史，進(jìn)行高精度微位移測量時選用電感位移傳感器已經(jīng)成為一種共識。我們?yōu)榇艘O(shè)計一種精度的檢測位移的儀器。基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)設(shè)計 1 緒論 ................................................................................................... 2 第一章 基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)概述 .......................... 2 第二章 設(shè)計思路 ............................................................................. 3 第三章 使用模塊及相應(yīng)硬件概述 ................................................. 4 電感傳感器 .......................................................................... 4 正弦激勵電路 ...................................................................... 6 相敏檢波電路設(shè)計 ............................................................... 7 程控放大電路 ...................................................................... 8 A/D 轉(zhuǎn)換電路模塊 ............................................................... 9 單片機模 塊 ........................................................................ 15 LCD 顯示模塊 ..................................................................... 18 無線傳輸模塊 ..................................................................... 20 第四章 心得體會 ........................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ......................................................................................... 32 基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)設(shè)計 2 緒論 隨著現(xiàn)代制造業(yè)的規(guī)模逐漸擴大，自動化程度愈來愈高。要保證產(chǎn)品質(zhì)量，對產(chǎn)品的檢測和質(zhì)量管理都提出了更高的要求。電感測微儀是一種分辨率極高、工作可靠、使用壽命很長的測量儀 ,應(yīng)用于微位移測量已有比較長的歷史 .國外生產(chǎn)的電感測微儀產(chǎn)品比較成熟 ,精度高、性能穩(wěn)定 ,但價格昂貴 .國內(nèi)生產(chǎn)的電感測 微儀存在漂移大、工作可靠性不高、高精度量程范圍小等問題 ,一直與國外的傳感器水平保持一定的差距 .在超精密加工技術(shù)迅猛發(fā)展的今天 ,這種測量精度越來越顯得不適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展的需求 .該文針對這些問題 ,對電感傳感器測量電路進(jìn)行了一定的設(shè)計和改進(jìn) .對電感測微儀的正弦波生成電路、交流放大電路、帶通濾波電路、相敏檢波電路等進(jìn)行分析及相應(yīng)設(shè)計。 此設(shè)計 采用差動變壓器的激勵電源電路和相敏檢波電路等，以達(dá)到測量微小位移的目的。 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。當(dāng)銜鐵處于兩線圈的中間位置時，兩線圈的電感量相等，電橋平衡。交流阻抗相應(yīng)地變化，電橋失去平衡從而輸出了一個幅值與位移成正 比，頻率與振蕩器頻率相同，相位與位移方向相對應(yīng)的調(diào)制信號。 基于電感傳感器的微位移測量系統(tǒng)設(shè)計 4 第三章 使用模塊及相應(yīng)硬件概述 電感傳感器 傳感器是獲取被測量信息的元件，其質(zhì)量和性能的好壞直接影響到測量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確度，衡量其質(zhì)量的特性有許多，主要包括靜態(tài)和動態(tài)兩個方面。表示它們之間關(guān)系的是一個不含時間變量的代數(shù)方程，在這種關(guān)系的基礎(chǔ)上確定的性能參數(shù)為靜態(tài)特性；當(dāng)被測量隨時間變化很快時，就必須考慮輸人量和輸出量之間的動態(tài)關(guān)系。 電感式位移傳感器是把被測移量轉(zhuǎn)換為線圈的自感或互感的變化，從而實現(xiàn)位移的測量的一類傳感器。 甚至更小的線性位移變化和 度的角位移 ,輸出信號比較大 ,電壓靈敏度一般每毫米可達(dá)幾百毫伏 ,因此有利于信號的傳輸 .測量范圍為177。 電感式傳感器有 非常廣泛 的用途 。 將被測量的非電量轉(zhuǎn)換為互感變化量的傳感器稱為互感式傳感器。差動變壓器結(jié)構(gòu)有變隙式、變面積式和螺線管式。但它的缺點是頻率響應(yīng)低，不宜用于快速動態(tài)測量。示值范圍大時，分辨力和示值精度將相應(yīng)的降低。這種傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測量線性范圍大、抗干擾能力強、體積小等。這種變化與導(dǎo)體的幾何尺寸、導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率有關(guān)，也與線圈的幾何參量、電流的頻率和線圈到被測導(dǎo)體間的距離有關(guān)。 電渦流式傳感器能實現(xiàn)非接觸式測量，