[实用新型]一种直线位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种直线位移传感器。

背景技术

随着电子技术的发展，工业应用领域对生产过程中精度控制的要求不断提高，使得直线位移传感器得到了快速的发展。由于直线位移传感器不仅更易优化生产流程，良好地保证生产质量，而且降低了生产成本和故障率。越来越多的用户更加青睐于选择使用直线位移传感器输出模拟量来控制检测产品位移。现有技术的直线位移传感器主要是利用电感线圈工作原理将直线机械位移量转换成电信号，通过将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同阻值，滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间电压与滑块移动长度成正比，但是这种结构的直线位移传感器在实际使用时存在如下问题：

1、可变电阻连接的主控电路模块的主控芯片为传统型的51单片机，针对当前产品对位移测量精确度的要求，在处理高速采集数据过程中，主控电路模块的运行稳定性较差，运行处理速度较低，因而输出信号的可靠性较差。

2、直线位移传感器中用分压器降低对滑轨总阻值精确性的要求，而且温度变化会引起阻值变化进而影响测量结果，使最终输出的测量信号容易失真，导致输出精度较低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种运行处理速度较高、可靠性较高和输出精度较高的直线位移传感器。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种直线位移传感器，包括有：中心控制模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、设置与输出模块，电源模块；所述电源模块，为上述各模块供电；

所述中心控制模块，控制所述信号发射模块定时发送激励信号，

所述信号发射模块连接有滑块，所述滑块移动时与信号发射模块发送的激励信号产生磁场感应周期性信号，

所述信号接收与处理模块接收上述周期性信号并给予滤波、放大和调制处理，

所述中心控制模块对所述信号接收与处理模块发出的周期性信号进行运算处理后发送控制指令给设置与输出模块，

所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号，所述电信号输入外部设备得出被测物体的位移长度。

还包括与中心控制模块电连接的信号指示灯，所述信号指示灯依据所述滑块移动检测被测物体量程范围而分别给出正常状态指示、超量程状态指示、故障状态指示。

所述设置与输出模块具有数据输入部件，所述数据输入部件用于写入所述滑块的起始与终点位置数据，实现被测量物体位移测量范围的调整；或者，所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号为0V至10V的电压值或者4mA至20mA的电流值。

所述电源模块为可调直流电源，所述电源模块的输入电压为13.5V到30V，所述电源模块的内部调整输出12V恒压源、5V恒压源、-5V恒压源和60V恒压源。

所述信号发射模块包括有驱动模块，所述驱动模块一端电连接中心控制模块，另一端电连接60V恒压源，所述中心控制模块通过驱动模块驱动60V电源每毫秒发射一个2.5微秒脉宽的激励信号。

所述中心控制模块包括主芯片和外围电路，所述主芯片为ATmega8微控制器，所述主芯片和所述外围电路的连接方式为：ATmega8微控制器的17管脚、16管脚、15管脚、29管脚通过JTAG下载口连接；所述Atmega8的12脚、28脚、2脚、23脚与U15连接；所述Atmega8的11脚、1脚与U14的连接；所述ATmega8的32脚与U5连接；所述ATmega8的24脚、25脚、26脚、9脚与U16连接；所述ATmega8的13脚、31脚与LED双色灯连接；所述ATmega8的27脚与U17连接；所述ATmega8的3脚、5脚、21脚与电源地连接；所述ATmega8的4脚、6脚、18脚与电源5V连接；所述ATmega8的7脚、8脚通过电容C126、C122与晶振Y1连接。

所述设置与输出模块包括信号输出幅值调整电路，所述信号输出幅值调整电路的数模转换器DAC8043的5、6、7管脚与中心控制模块连接；所述DAC8043的8脚与电源5V连接；所述DAC8043的4脚接地；所述DAC8043的1脚与运放OPA2131的1脚连接；所述DAC8043的2脚与运放OPA2131的7脚连接；所述DAC8043的3脚与运放OPA2131的6脚连接；所述运放OPA2131的2脚通过电阻R130与信号采集端连接；所述运放OPA2131的3脚接地；所述DAC8043的8脚与电源VCC5相连且通过电容C106接地。