專利名稱：一種位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種位移傳感器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型總體上涉及一種磁致伸縮位移傳感器，更具體地涉及利用Z源SEPIC 拓?fù)渖龎弘娐返奈灰苽鞲衅鳌?br> 背景技術(shù)：
磁致伸縮位移傳感器，通過內(nèi)部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動(dòng)磁鐵的絕對位置來測量被檢測產(chǎn)品的實(shí)際位移值。傳感器輸出信號為絕對位移值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，更無須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，不會(huì)對傳感器造成任何磨損，可以提高檢測的可靠性和使用壽命。因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩等各種環(huán)境中。該種傳感器是利用磁致伸縮原理、通過波導(dǎo)管會(huì)在兩個(gè)磁場相交點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號的原理來準(zhǔn)確地測量位置的。用一根波導(dǎo)管作為測量元件，波導(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由磁致伸縮材料制成。測量時(shí)由傳感器的驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生一個(gè)在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸?shù)碾娏髅}沖， 該電流脈沖會(huì)在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場，當(dāng)該磁場與在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動(dòng)磁環(huán)產(chǎn)生的磁場相交時(shí)，由于磁致伸縮效應(yīng)，在波導(dǎo)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)脈沖信號，這個(gè)應(yīng)變脈沖信號以固定的速度傳輸，并很快被信號處理單元所檢測到，從而達(dá)到測量目的。綜上所述磁致伸縮位移傳感器在驅(qū)動(dòng)電路時(shí)需要較大的電壓用以輸出較大的脈沖電流，這個(gè)脈沖電流是短暫的，但由于電路瞬間電流會(huì)很大，因此需要在輸入端加入升壓電路實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，保護(hù)電路的目的。目前在磁致伸縮位移傳感器領(lǐng)域較為常見的方法是采用Boost升壓電路。該電路圖如圖1所示。在充電時(shí)，開關(guān)閉合，這時(shí)三極管導(dǎo)通，開關(guān)處用導(dǎo)線代替。輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加。隨著電感電流增加，電感里儲(chǔ)存了一些能量。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，由于電感的電流保持特性，流經(jīng)電感的電流不會(huì)馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電，電容兩端電壓升高，此時(shí)電壓已經(jīng)高于輸入電壓了。該升壓電路的弊端是在該模塊電路停止工作時(shí)，當(dāng)輸入電壓不為0，輸出電壓等于輸入電壓，而不等于0.對磁致伸縮傳感器來說，會(huì)出現(xiàn)大的功耗，不能完全保護(hù)電路，且干擾測量結(jié)果。因此希望提供一種磁致伸縮傳感器，能夠達(dá)到當(dāng)模塊電路停止工作時(shí)，輸出電壓總是為0，具有保護(hù)電路，功耗小，測量更精準(zhǔn)的特點(diǎn)。本發(fā)明的其他期望特征和特性將在結(jié)合附圖以及前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)的情況下，從后面的詳細(xì)描述以及所附權(quán)利要求中變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種磁致伸縮位移傳感器，降低位移傳感器功耗，防止電路溫度過高，起到保護(hù)電路，提高測量精度的作用。[0008]根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種磁致伸縮位移傳感器，包括電源輸入單元，信號激勵(lì)單元，信號放大單元，信號處理單元和信號輸出單元，其中，信號激勵(lì)單元，包括磁鐵，波導(dǎo)絲與信號采集器；信號放大單元，該單元包括信號檢測電路與放大整形器；信號處理單元，該單元包括微控制器和D/A變換電路；電源輸入單元，包括輸入電源，電感，開關(guān)，控制芯片，二極管及電容組成的Z源 SEPIC拓?fù)渖龎弘娐贰８鶕?jù)本實(shí)用新型，所述的磁致伸縮傳感器電源輸入單元中一電感與電容及倆二極
管相串聯(lián)，一二極管置于電感一端，一二極管置于電容一端；根據(jù)本實(shí)用新型，所述的磁致伸縮傳感器電源輸入單元中一電感與二極管相并聯(lián)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的磁致伸縮傳感器電源輸入單元中一電感與另一倆端交叉連接電容的電感相并聯(lián)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的磁致伸縮傳感器電源輸入單元中開關(guān)閉合時(shí)，電容處于放電狀態(tài)，電感儲(chǔ)能，二極管截止；開關(guān)斷開時(shí)，二極管導(dǎo)通，電感上能量釋放到負(fù)載上，達(dá)到較大的升壓值。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的磁致伸縮傳感器信號激勵(lì)單元中，波導(dǎo)絲與磁鐵非接觸。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的磁致伸縮傳感器的輸出單元與外部數(shù)據(jù)讀取裝置相聯(lián)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本實(shí)用新型之技術(shù)方案，使用Z源SEPIC拓?fù)潆娐纷鳛樯龎弘娐返拇胖律炜s位移傳感器，可安全隔離，保護(hù)電路升溫過高，降低功耗，從而提高測量精度。

下文中將結(jié)合下面的附圖來描述本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1背景技術(shù)中BOOST升壓電路圖圖2本實(shí)用新型實(shí)施例的磁致伸縮位移傳感器的升壓電路圖圖3本實(shí)用新型實(shí)施例的磁致伸縮位移傳感器的升壓電路功能圖圖4本實(shí)用新型實(shí)施例的磁致伸縮位移傳感器的的第一實(shí)施例的功能圖
具體實(shí)施方式為了使本實(shí)用新型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以理解本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容提供一下實(shí)施例如圖4所示，一種磁致伸縮位移傳感器，包括電源輸入單元105，信號激勵(lì)單元 102，信號放大103，信號處理單元104和信號輸出單元130，其特征在于電源輸入單元中使用Z源SEPIC拓?fù)潆娐纷鳛樯龎弘娐?。[0031]如圖3所示電源輸入單元105采用Z源SEPIC拓?fù)潆娐窞樯龎弘娐?，包括輸入電?121，電感 L3，L4，L7，開關(guān) Q1，控制芯片 U13，二極管 D6，Dll,電容 C17，C19，C28。當(dāng)電源Vin流入電壓為一定值，經(jīng)由電源輸入單元105中Z源SEPIC拓?fù)潆娐罚_關(guān)Ql閉合時(shí)，電容C19，C28，C17處于放電狀態(tài)，分別通過Q對L7，L3，L4儲(chǔ)能，把內(nèi)部儲(chǔ)存的電場能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲(chǔ)存到電感中，電感L7，L3，L4處于儲(chǔ)能狀態(tài)，流過的電流線性上升，其兩端電壓為正值，從而使二極管Dll的陰極電位升高，Dll承受反向壓降而截至，輸入電源被切除，二極管D6陽極電位降低，D6也承受反向壓降而截至，此時(shí)輸出端電容C60處于放電狀態(tài)，為負(fù)載供電；在開關(guān)Ql斷開狀態(tài)，由于開關(guān)Ql的截至，電感L7，L3，L4處于釋能狀態(tài)，通過的電流線性下降，其兩端的電壓為維持電流方向不變而改變方向，從而使Dll 陰極電位降低，Dll承受正向壓降而導(dǎo)通，二極管D6陽極電位升高，二極管D6承受正向壓降而導(dǎo)通，Dll通過把輸入電源接入，和電感一起向電容充電，同時(shí)向負(fù)載供電。用于信號激勵(lì)單元102中波導(dǎo)絲感應(yīng)磁場變化形成扭轉(zhuǎn)信號波，由信號放大單元103采集并放大扭轉(zhuǎn)信號，輸入信號處理單元104中，經(jīng)由微處理器測算磁鐵位置，進(jìn)而通過運(yùn)放電路發(fā)送到輸出單元130，完成數(shù)據(jù)讀取。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，并不用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，根據(jù)上述說明所作的任何修改，等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種磁致伸縮位移傳感器，包括電源輸入單元，信號激勵(lì)單元，信號放大單元，信號處理單元和信號輸出單元，其中，信號激勵(lì)單元，包括磁鐵，波導(dǎo)絲與信號采集器；信號放大單元，該單元包括信號檢測電路與放大整形器；信號處理單元，該單元包括微控制器和D/A變換電路；其特征在于電源輸入單元，包括輸入電源，電感，開關(guān)，控制芯片，二極管及電容組成的Z源SEPIC 拓?fù)渖龎弘娐罚?br> 2.如權(quán)利要求1所述的磁致伸縮傳感器，其特征在于傳感器電源輸入單元中一電感與電容及倆二極管相串聯(lián)，一二極管置于電感一端，一二極管置于電容一端；
3.如權(quán)利要求1所述的磁致伸縮傳感器，其特征在于傳感器電源輸入單元中一電感與二極管相并聯(lián)；
4.如權(quán)利要求1所述的磁致伸縮傳感器，其特征在于傳感器電源輸入單元中一電感與另一倆端交叉連接電容的電感相并聯(lián)；
5.如權(quán)利要求1所述的磁致伸縮傳感器，其特征在于傳感器電源輸入單元中開關(guān)閉合時(shí)，電容處于放電狀態(tài)，電感儲(chǔ)能，二極管截止；開關(guān)斷開時(shí)，二極管導(dǎo)通，電感上能量釋放到負(fù)載上，達(dá)到較大的升壓值；
6.如權(quán)利要求1所述的信號激勵(lì)單元中，其特征在于波導(dǎo)絲與磁鐵非接觸；
7.如權(quán)利要求1所述的輸出單元，其特征在于輸出單元與外部數(shù)據(jù)讀取裝置相聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型揭露了一種位移傳感器，特別涉及一種高精度的位移傳感器。本實(shí)用新型至少包括采用Z源SEPIC拓?fù)渖龎弘娐返碾娫摧斎雴卧?，信號激?lì)單元，信號放大處理單元和信號輸出單元。本實(shí)用新型可解決目前基于使用Boost升壓電路的位移傳感器中出現(xiàn)的功耗大，干擾多等問題，達(dá)到布線合理，保護(hù)電路溫度過高，高精度，低功耗，性能穩(wěn)的目的。
文檔編號G01B7/02GK202153129SQ20112024083
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者張偉, 張磊 申請人:上海雷尼威爾測量技術(shù)有限公司