磁致伸縮位移傳感器的優化方法

2021-04-10 149
  2.2.1 一次擴大和簡略帶通濾波電路規劃
  由于線圈中檢測的電信號較微弱,且為溝通信號,頻率很高,所以要求擴大器的增益不該小于10 MHz,且有杰出的擴大特性。這里咱們選用 MAX4452 作為擴大器,其帶寬( 200 MHz 3 dB Bandwidth) 、增益平穩度( 30 MHz 0.1 dB Gain Flatness) 、速率( 95 V/μs SlewRate) 等指標都滿意信號擴大的要求。
  2.2.2帶通濾波電路規劃
  濾波器分為有源濾波器和無源濾波器。無源 RLC 濾波器規劃電路完成,能夠使電路本錢很低,但無源濾波器卻不簡略調整帶通的參數,且對元器件的品質因數要求高。信號通過無源濾波器后,常常會有很大的幅值衰減,所以綜上挑選有源濾波器進行規劃。
  本規劃選用的集成濾波芯片來完成。選用這種計劃的長處是元器件簡略挑選,濾波器的各項參數簡略調節。通過比較挑選 AX275 來規劃有源濾波擴大電路。 MAX275 組成的濾波電路,回波檢測信號的頻率大約為 200 kHz 左右,MAX275組成的濾波電路能夠避免 150 kHz 以下的噪聲信號通過,提高信號的質量。
  2.2.3比較整形電路規劃
  為了使計時設備好的收集信號,咱們在調理電路后端加上比較整形電路,使信號成為脈沖方波信號。這樣計時設備就能夠有用地收集到信號的上升沿或許下降沿。本文挑選和1級擴大中同樣型號的擴大器。
  2.3計時設備電路規劃
  選用 8 位單片機和 RLC 振動計時電路規劃該設備,選用 PIC16F 系列單片機來完結計時操作和傳感器系統控制邏輯處理。
  S_BACK 點信號收集圖,下降沿為鼓勵脈沖信號開始時刻,上升沿為回波信號接受時刻; 圖 12 中曲線 b 是 RC0 /TIME 點的信號收集圖,鼓勵脈沖和回波信號之間發生 RLC 振動,用來給單片機計時設備供給計數基準; 圖 12 中曲線 c 是 RLC 振動周期擴大收集圖,從圖中能夠看出振動周期在 50 ns 左右,這樣計時器影響的直接測量誤差為 150 μm。
  通過對 3 種計時設備的比較,然后挑選了第 3 種計劃,選用 RLC 振動作為計時設備的基準時鐘,只需調節合理的 RLC 參數,就能夠得到不同頻率的基準時鐘。
磁致伸縮位移傳感器
  3、試驗成果
  為了獲得磁致伸縮位移傳感器的性能指標如線性度、遲滯性、重復性等,對磁致伸縮位移傳感器進行標定系統試驗。通過 LABVIEW 完結測量標定試驗上位機 PC 程序規劃開發。通過收集能夠記錄該位移點的位移值和傳感器計數器的值,并對數據進行曲線擬合。
  在 0 ~ 100 cm 量程范圍內,均勻設定 9 個點進行記錄,依據試驗數據繪出曲線如圖 14 所示。從試驗數據看出,磁致伸縮位移傳感器在線性度、遲滯性、重復性方面都有很好的體現。
  4、結束語
  在鼓勵脈沖發生設備的規劃中,提出了一種低本錢、低功耗一起又統籌脈沖質量的完成計劃,特別是把脈沖的幅值提高到了 60 V。在回波信號拾取設備的規劃中,剖析了影響拾取信號的因素,試驗確定了其中關鍵的參數。在計時設備的規劃中,提出了一種簡略一起又滿意精度要求的計時計劃。試驗剖析成果表明傳感器的靜態特性均能到達了規劃的要求,一起又有規劃中低本錢、低功耗、多接口等長處。試驗剖析成果得到傳感器的線性度為±0. 002184%,遲滯為 0. 0014875%,重復性為±0. 003%,這些靜態指標均能到達規劃的要求。
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