CN104180749A - 一种位移传感器的检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种位移传感器的检测电路，所述位移传感器包括采集线圈，还包括：运放电路，输出模拟信号；激励信号产生电路，用于产生激励信号，所述激励信号加载在所述采集线圈的两端；移相电路，用于对采集线圈由激励信号产生的信号进行相位移动；电源模块用于为各电路供电。本发明能使调试简便，输出信号精度更高。

Description

一种位移传感器的检测电路
技术领域
本发明涉及电路检测技术领域，特别是涉及一种位移传感器的检测电路。
背景技术
目前传感器在各种机床行业设备中应用已经到了很重要的地位，没有了传感器提供准确位置，机床行业加工出来的产品都将无法使用。传感器甚至成为了机床行业厂商的一个重要卖点。性能优越的传感器将会给这些产品在加工过程中提供精确的定位，减少了一些不必要的麻烦，从而给厂商带来极大的经济效益，也带动了机床行业的产业发展。
随着机床行业的不断发展，对传感器装置要求也越来越高。因此高精度，寿命长，抗油抗水抗尘抗震，能在恶劣的环境中工作的传感器是时代的需要。
目前的传感器中测量位移主要有光信号采集处理和电信号采集处理两种装置。电信号采集处理装置是由一根装有经过特殊处理过的磁性钢珠和钢管组成的尺加上一个带有激励线圈和采集线圈以及信号处理电路的读数和数显表三大部分组成。通过数显表供12V电压和大约3V的正弦波激励信号给读数头，然后采集线圈采集的微弱信号通过一个4通的运放，经过一，二级放大，低通，高通电路出来一个标准的正弦波给数显表处理，最后在数码管上显示读数，也就是位移值。
目前市场上的该种位移传感器存在的缺点是调试复杂，输出的信号精度不够高。因此希望提出一种传感器能克服以上缺点，使其具有调试简单，输出信号精度高的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种位移传感器的检测电路，使得位移传感器调试简单，输出精度高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种位移传感器的检测电路，所述位移传感器包括采集线圈，还包括：运放电路，输出模拟信号；激励信号产生电路，用于产生激励信号，所述激励信号加载在所述采集线圈的两端；移相电路，用于对采集线圈由激励信号产生的信号进行相位移动；电源模块用于为各电路供电。
所述外接激励信号加载在线圈两端，线圈采集模块电路处理反馈线圈信号。
所述线圈至少包括第一采集线圈，第二采集线圈，第三采集线圈，第四采集线圈，其中
第一采集线圈与第二采集线圈相连，第三采集线圈与第四采集线圈相连。
所述移相电路包括第一运算放大器，第二运算放大器，第三运算放大器，第四运算放大器，第五运算放大器，第六运算放大器，第七运算放大器，第八算放大器；所述第一运算放大器的输入端与第一采集线圈的输出端相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻相连；所述第二运算放大器的负输入端与第二采集线圈输出端相连，正输入端与输出端之间通过一个电容相连；所述第三运算放大器的输入端与第三采集线圈的输出端相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻相连；所述第四运算放大器的负输入端与第四采集线圈输出端相连，正输入端与输出端之间通过一个电容相连；所述第五运算放大器的正输入端与第一运算放大器和第二运算放大器的输出端分别通过一电阻相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻相连；所述第六运算放大器的正输入端与第三运算放大器和第四运算放大器的输出端分别通过一个电阻相连，负输入端与输出端通过一个电阻相连；所述第七运算放大器的正输入端与第五运算放大器和第六运算放大器的输出端相连，输出端通过一个电阻与负输入端相连，通过一个电容与正输入端相连；所述第八运算放大器的正输入端与第七运算放大器的输出端相连，输出端分别通过一电阻与负输入端和正输入端相连。
采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明可在球栅尺上移动产生变化的磁场，读数头电路处理得到移相信号，再经过单片机处理最终输出差分的TTL信号，可以广泛应用于各种机床，并且达到足够的精度，调试简单。
附图说明
图1本发明的原理方框图；
图2本发明采集信号的电路图；
图3本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明涉及一种位移传感器的检测电路，如图1所示，所述位移传感器包括采集线圈，还包括：运放电路，输出模拟信号；激励信号产生电路，用于产生激励信号，所述激励信号加载在所述采集线圈的两端；移相电路，用于对采集线圈由激励信号产生的信号进行相位移动；电源模块用于为各电路供电。
所述外接激励信号加载在线圈两端，线圈采集模块电路处理反馈线圈信号。
所述线圈至少包括第一采集线圈，第二采集线圈，第三采集线圈，第四采集线圈，其中第一采集线圈与第二采集线圈相连，第三采集线圈与第四采集线圈相连。
所述移相电路包括第一运算放大器IC2A，第二运算放大器IC2C，第三运算放大器IC2B，第四运算放大器IC2D，第五运算放大器IC1A，第六运算放大器IC1B，第七运算放大器IC1C，第八算放大器IC1D；所述第一运算放大器IC2A的输入端与第一采集线圈的输出端相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻R5相连；所述第二运算放大器IC2C的负输入端与第二采集线圈输出端相连，正输入端与输出端之间通过一个电容C30相连；所述第三运算放大器IC2B的输入端与第三采集线圈的输出端相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻R43相连；所述第四运算放大器IC2D的负输入端与第四采集线圈输出端相连，正输入端与输出端之间通过一个电容C39相连；所述第五运算放大器IC1A的正输入端与第一运算放大器IC2A和第二运算放大器IC2C的输出端分别通过一电阻相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻R12相连；所述第六运算放大器IC1B的正输入端与第三运算放大器IC2B和第四运算放大器IC2D的输出端分别通过一个电阻R38相连，负输入端与输出端通过一个电阻R9相连；所述第七运算放大器IC1C的正输入端与第五运算放大器IC1A和第六运算放大器IC1B的输出端相连，输出端通过一个电阻R15与负输入端相连，通过一个电容C6与正输入端相连；所述第八运算放大器IC1D的正输入端与第七运算放大器的输出端相连，输出端分别通过一电阻R14，R18与负输入端和正输入端相连。
所述线圈采集模块电路由芯片TLC0841实现。
如图3所示，本发明的工作流程如下：所述运放电路包括两路信号处理即A-C，B-D信号。A，C信号各自放大后再输出A-C信号；B，D信号各自放大后再输出B-D信号；最后A-C信号和B-D信号经过运放输出。最后再经过四级放大输出最终的模拟信号。具体描述为：
采集线圈的一组如图2D+，D-，B+。D+经过电阻R5，连接电容C3，到TL084-2的3脚，TL08-2的1脚和2脚之间经过电阻R28，R29放大D+信号；B+经过电阻R1，可调电阻RV1到TL084-2的9脚，再有10脚和8脚反馈经过电阻R32与D+放大信号叠加。其中RV1的中间可调位置经过电阻R6与VCC连接。D-信号接VCC，D+和B+的信号放大后叠加信号经过TL084-1的3脚，TL084-1的2脚经过电阻R12，R12一端接VCC，电阻R12接可调电阻RV3，可调电阻RV3的一端接R13，R13一端接VCC，RV3的另一端接电阻R7，反馈到TL084-1的1脚。
采集线圈的另一组如图2A+，A-，C+。A+信号经过电阻R43，连接C33到TL084-2的5脚，其中C33一端接VCC，TL084-2的6脚接R44，R44一端接VCC，与R37连接到TL084-2的7脚；A-信号接VCC，C+信号经过电阻R41在与可调电阻RV2连接，RV2的可调端接电阻R42与TL084-2的5脚连接，RV2的另一端连接TL084-2的13脚，TL084-2的12脚经过电容C39接到TL084-2的14脚。
A+信号和C+信号经过TL0842放大后经过R38叠加后到TL084-1的5脚。TL084-1的6脚经过电阻R11接VCC，TL084-1的6脚经过电阻R9到TL084-1的7脚，再经过电阻R26连接到可调电阻RV4上，RV4可调端连接R22与VCC连接。
上述产生的信号经过电容C7连接，再经过电阻R21连接到TL084-1的10脚，电容C6连接该信号到TL084-1的8脚。VCC经过电容C8连接到TL084-1的10脚。VCC经过电阻R20连接到TL084-1的9脚，TL084-1的9脚通过电阻R15到TL084-1的8脚。
TL084-1的9脚连接到TL084-1的12脚，TL084-1的12脚经过电阻R18连接到TL084-1的14脚，VCC经过电阻R17连接到TL084-1的12脚，12脚通过电容C9连接到TL084-1的13脚，VCC经过电阻R19连接到13脚，13脚经过电阻R14连接到TL084-1的14脚，14脚通过电阻R16输出最终反馈信号.
TL084-1和TL084-2的4脚接POWER，11脚接GND。POWER和GND以及激励信号都是外部数显表提供，经过R16输出的反馈信号输出到外部数显表。
不难发现，本发明可在球栅尺上移动产生变化的磁场，读数头电路处理得到移相信号，再经过单片机处理最终输出差分的TTL信号，可以广泛应用于各种机床，并且达到足够的精度，调试简单。

Claims (4)

1.一种位移传感器的检测电路，所述位移传感器包括采集线圈，还包括：运放电路，输出模拟信号；激励信号产生电路，用于产生激励信号，所述激励信号加载在所述采集线圈的两端；移相电路，用于对采集线圈由激励信号产生的信号进行相位移动；电源模块用于为各电路供电。
2.根据权利要求1所述的位移传感器的检测电路，其特征在于，所述外接激励信号加载在线圈两端，线圈采集模块电路处理反馈线圈信号。
3.根据权利要求1所述的位移传感器的检测电路，其特征在于，所述线圈至少包括第一采集线圈，第二采集线圈，第三采集线圈，第四采集线圈，其中第一采集线圈与第二采集线圈相连，第三采集线圈与第四采集线圈相连。
4.根据权利要求1或2所述的位移传感器的检测电路，其特征在于，所述移相电路包括第一运算放大器，第二运算放大器，第三运算放大器，第四运算放大器，第五运算放大器，第六运算放大器，第七运算放大器，第八算放大器；所述第一运算放大器的输入端与第一采集线圈的输出端相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻相连；所述第二运算放大器的负输入端与第二采集线圈输出端相连，正输入端与输出端之间通过一个电容相连；所述第三运算放大器的输入端与第三采集线圈的输出端相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻相连；所述第四运算放大器的负输入端与第四采集线圈输出端相连，正输入端与输出端之间通过一个电容相连；所述第五运算放大器的正输入端与第一运算放大器和第二运算放大器的输出端分别通过一电阻相连，负输入端与输出端之间通过一个电阻相连；所述第六运算放大器的正输入端与第三运算放大器和第四运算放大器的输出端分别通过一个电阻相连，负输入端与输出端通过一个电阻相连；所述第七运算放大器的正输入端与第五运算放大器和第六运算放大器的输出端相连，输出端通过一个电阻与负输入端相连，通过一个电容与正输入端相连；所述第八运算放大器的正输入端与第七运算放大器的输出端相连，输出端分别通过一电阻与负输入端和正输入端相连。
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