一種內(nèi)置式直線位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及位移傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種內(nèi)置式直線位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]直線位移傳感器包括光柵、磁柵、容柵、球柵和感應(yīng)同步器，近年來特別是磁致伸縮位移傳感器及其測量儀表隨著信息技術(shù)(IT)和制造技術(shù)(MT)的發(fā)展得到了相應(yīng)的迅速發(fā)展。
[0003]但是直線位移傳感器技術(shù)仍存在以下問題:工作不穩(wěn)定、維修難度大、價(jià)格昂貴，因此給國內(nèi)用戶的使用帶來很大的不便，并且價(jià)格較為昂貴。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種內(nèi)置式直線位移傳感器。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種內(nèi)置式直線位移傳感器，包括:供電單元，包括:直流源和與所述直流源相連的第一至第四恒壓源；用于輸出可調(diào)電壓和電流的設(shè)置及輸出單元，所述設(shè)置及輸出單元與所述直流源和所述第一和第二恒壓源相連；用于發(fā)射激勵(lì)脈沖的信號(hào)發(fā)射單元，所述信號(hào)發(fā)射單元與所述第二和第四恒壓源相連；用于接收周期性信號(hào)并進(jìn)行調(diào)制的信號(hào)接收及處理單元，所述信號(hào)接收及處理單元與所述信號(hào)發(fā)射單元、第二和第三恒壓源相連，所述信號(hào)接收及處理單元包括:儀表放大器、數(shù)字電位器、第一和第二比較器和雙運(yùn)算放大器，其中，所述儀表放大器的輸出端連接至所述數(shù)字電位器的信號(hào)端，所述數(shù)字電位器的輸出端連接至所述第一比較器的正向輸入端，所述第一比較器的負(fù)向輸入端連接至所述第二比較器的正向輸入端，所述第二比較器的負(fù)向輸入端連接至所述雙運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端；用于根據(jù)調(diào)制后的信號(hào)測量位移的控制單元，所述控制單元與所述第二恒壓源、設(shè)置及輸出單元、信號(hào)發(fā)射單元和信號(hào)接收及處理單元相連，其中，所述信號(hào)接收及處理單元的所述雙運(yùn)算放大器產(chǎn)生測量中斷信號(hào)并發(fā)送至所述控制單元；殼體，所述直流源位于所述殼體的外部，所述第一至第四恒壓源、設(shè)置及輸出單元、信號(hào)發(fā)射單元、信號(hào)接收及處理單元和控制單元位于所述殼體的內(nèi)部。
[0007]進(jìn)一步，所述第一恒壓源輸出1V電壓、所述第二恒壓源輸出5V電壓，所述第三恒壓源輸出15V電壓，所述第四恒壓源輸出60V電壓。
[0008]進(jìn)一步，所述控制單元為低功耗8位CMOS微控制器。
[0009]進(jìn)一步，所述信號(hào)發(fā)射單元包括:NPN型三極管和升壓控制電路，其中，所述NPN型三極管的基極連接至所述控制單元的激勵(lì)信號(hào)輸出端以每隔預(yù)設(shè)時(shí)長接收一個(gè)激勵(lì)信號(hào)，所述升壓控制電路連接至所述NPN型三極管的集電極。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)置式直線位移傳感器，供電單元可以為寬范圍供電，在18V與30V之間，系統(tǒng)都能正常工作，降低了工作環(huán)境的要求。并且，本實(shí)用新型具有低功耗、耗電量極低的特點(diǎn)，并且內(nèi)部設(shè)置有保護(hù)器件，可以防止誤操作導(dǎo)致的系統(tǒng)不可修復(fù)性損壞。此外，本實(shí)用新型的內(nèi)置式直線位移傳感器還具有工作穩(wěn)定、安裝簡便、操作簡便、生產(chǎn)成本低、測量精度高、調(diào)試方便、接口方便、可靠性高等特點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0012]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)置式直線位移傳感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2(a)和(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的供電單元的電路圖；
[0015]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)置及輸出單元的電路圖；
[0016]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射單元的電路圖；
[0017]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)接收及處理單元的電路圖；
[0018]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制單元的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0020]下面首先對直線位移傳感器的原理進(jìn)行說明:直線位移傳感器通過磁致伸縮原理進(jìn)行位移測量。通過在波導(dǎo)絲中加以電流激勵(lì)，這個(gè)電流在傳播過程中遇到磁場會(huì)使波導(dǎo)絲發(fā)生機(jī)械振動(dòng)。這個(gè)機(jī)械振動(dòng)以一定的速度傳播，通過采集這個(gè)振動(dòng)傳播的時(shí)間，就可以計(jì)算出振動(dòng)傳播的距離，從而獲得實(shí)際物體移動(dòng)的距離。系統(tǒng)采集到這個(gè)距離后，通過運(yùn)算并通過標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)自動(dòng)化接口將這個(gè)位移信息傳送給控制設(shè)備，從而控制設(shè)備通過這個(gè)信號(hào)控制設(shè)備的運(yùn)行。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)置式直線位移傳感器，包括:供電單元1、設(shè)置及輸出單元2、信號(hào)發(fā)射單元3、信號(hào)接收及處理單元4、控制單元5和殼體(未示出)。
[0022]具體地，供電單元I包括直流源11、第一恒壓源12、第二恒壓源13、第三恒壓源14、第四恒壓源15，其中，第一至第四恒壓源分別與直流源11相連。其中，直流源11為可調(diào)直流源，供電電壓為18到30V可調(diào)，屬于寬電壓工作。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一恒壓源12輸出1V電壓、第二恒壓源13輸出5V電壓，第三恒壓源14輸出15V電壓，第四恒壓源15輸出60V電壓，第一至第四恒壓源均與直流源11相連，在直流源11的調(diào)整下輸出對應(yīng)電壓，可以對后續(xù)各個(gè)功能單元進(jìn)行供電。
[0023]圖2(a)和(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的供電單元I的電路圖。
[0024]設(shè)置及輸出單元2用于輸出可調(diào)電壓和電流，其中，設(shè)置及輸出單元2與直流源
11、第一恒壓源12、第二恒壓源13相連。具體地，設(shè)置及輸出單元2輸出方式分為兩種:0—1V電壓輸出和4mA — 20mA電流輸出。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置及輸出單元2可以為分辨率為16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器DA，精度為0.0015% (最小Ium)。
[0025]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)置及輸出單元2的電路圖。
[0026]信號(hào)發(fā)射單元3用于發(fā)射激勵(lì)脈沖，其中信號(hào)發(fā)射單元3與第二恒壓源13和第四恒壓源15相連。
[0027]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射單元3的電路圖。
[0028]具體地，信號(hào)發(fā)射單元3包括:NPN型三極管Q3和升壓控制電路U20。其中，NPN型三極管Q3的基極連接至控制單元5的激勵(lì)信號(hào)輸出端PB4，控制單元5驅(qū)動(dòng)60V電源每隔預(yù)設(shè)時(shí)長(例如Ims)發(fā)設(shè)一個(gè)2.5us脈寬的激勵(lì)信號(hào)，信號(hào)發(fā)射單元3接收該激勵(lì)信號(hào)，升壓控制電路U20連接至NPN型三極管的集電極，以產(chǎn)生接收部分能夠采集到的周期性信號(hào)。
[0029]信號(hào)接收及處