[发明专利]位移传感器及位移传感器测量位移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别是涉及一种位移传感器及一种位移传感器测量位移的方法。

背景技术

目前，我国煤炭、化工、石油、冶金等领域设备多采用位移传感器或行程传感器以实现设备自动化控制，提高生产效率。然而当前市场中传统的位移传感器多采用干簧管电阻分压式，通过触发不同干簧管得到相对应输出电压或电流来判断位置。干簧管在震动剧烈环境中易碎，开关易抖动，长期使用易吸合，从而导致整根传感器报废，不易发挥系统的最优性能，且易引发事故。出于某些工业领域的安全及节能要求，对功耗要求极为严格。采用干簧管实现的行程传感器输出不可调节，精度相对较差，这些都是由于干簧管自身的体积较大，安装密度不能很高，因此位移传感器的分辨率也相对较差。

基于霍尔效应实现的位移传感器，功耗大，价格成本高，性价比差，不适于规模生产制造。采用磁致伸缩技术设计的位移传感器虽然精度很高，但生产工艺复杂，制造成本相对较高，价格昂贵。

出于成本、体积、性能、功耗及生产工艺等多方面考虑，在位移传感器结构不易改进的前提下，一般励磁机构在外，检测模块在内，新方法和原理不易应用，从而增加了产品设计难度。

发明内容

本发明的目的针对上述现有技术的缺点和不足，提供一种位移传感器及位移传感器测量位移的方法，其位移传感器制造成本低、工艺简单，性能稳定、功耗低，其测量方法设计简单、构思巧妙。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种位移传感器，包括磁阻开关阵列模块、并行/串行模块、微处理器、数模转换器、运算放大器、位移磁体，所述磁阻开关阵列模块包括按照预设间隔成直线分布的磁阻开关，所述位移磁体的移动方向和所述磁阻开关的分布方向相匹配，各磁阻开关依次连接所述并行/串行模块的并行接口，所述并行/串行模块的串行接口与所述微处理器连接，所述微处理器还依次连接所述数模转换器、所述运算放大器；所述微处理器通过并行/串行模块获取磁阻开关阵列模块中的各个磁阻开关的状态信息，根据各个磁阻开关的状态信息判断得到位移磁体的相对位置信息，并通过控制数模转换器输出模拟信号，所述运算放大器将所述模拟信号进行放大，并调整至电平信号的预设范围。

依据上述本发明的方案，本发明的位移传感器是基于磁阻开关阵列的，磁阻开关阵列在受位移磁体的磁场作用时会改变状态，微处理器通过并行/串行模块获取各磁阻开关的状态信息，而后根据各磁阻开关的状态信息判断磁体的相对位移，并将位移转换为数值，经过数模转换器转换为模拟信号，最后送至运算放大电路调整至对应电压信号并输出，实现位移与电压一一对应关系，本发明可大大缩减产品制造成本、生产工艺简单，有效改善产品成品率，提高生产效率。

一种位移传感器测量位移的方法，所述位移传感器包括磁阻开关阵列模块、并行/串行模块、微处理器、数模转换器、运算放大器、位移磁体，所述磁阻开关阵列模块包括按照预设间隔成直线分布的磁阻开关，所述位移磁体的移动方向和所述磁阻开关的分布方向相匹配，各磁阻开关依次连接所述并行/串行模块的并行接口，所述并行/串行模块的串行接口与所述微处理器连接，所述微处理器还依次连接所述数模转换器、所述运算放大器；

所述位移传感器测量位移的方法包括如下步骤：

所述微处理器向所述并行/串行模块发送第一控制信号；

所述并行/串行模块接收到第一控制信号后，将各磁阻开关的当前的状态信息载入并锁存在并行/串行模块中；

所述微处理器读取锁存在并行/串行模块中的各磁阻开关的状态信息，并将读取到的信息存储在微处理器；

所述微处理器根据所述磁阻开关的状态信息计算位移磁体的位置信息。

依据上述本发明的方案，磁阻开关阵列在受位移磁体的磁场作用时会改变状态，所述微处理器通过并行/串行模块获取各磁阻开关的当前状态信息，并根据各磁阻开关的当前状态信息计算位移磁体的位置信息，本发明的位移传感器测量位移的方法设计简单，构思巧妙。

附图说明

图1为本发明实施例的位移传感器的结构框图；

图2为图1中的磁阻开关阵列模块的结构框图；

图3为位移磁体引起磁阻开关阵列状态变化示意图；

图4为一实施例的磁阻开关阵列模块、并行/串行模块、微处理器的结构及连接示意图；

图5为本发明实施例的位移传感器测量位移的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明进行详细阐述，但本发明的实施方式不限于此。