[发明专利]一种LVDT信号解调电路的快速校准装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种LVDT信号解调电路的快速校准装置，实现LVDT信号解调电路的快速校准。

背景技术

LVDT(线性变化差分变压器)是一种用于位置测量的通用器件,具备测量线性范围大、运动无接触、可靠性高、耐污染等诸多优点，被广泛应用于伺服、数控、航空等领域。在实际使用中，LVDT输出信号为交流差分信号，无法直接进行采集处理，通常采用解调电路将交流电压信号转变为与位置成正比的直流电压信号。由于LVDT采用无摩擦测量方式，使其理论上具有无限分辨率和无限机械寿命，所以解调电路的分辨率往往决定了LVDT真实的使用分辨率，对解调电路进行精确校准也成为LVDT位移测量系统的关键问题。

目前，国内外实现LVDT信号解调电路校准的方法主要有以下几种:

1）采用高精度测量仪器逐点测量元器件参数值，与设计理论值对比；

2）利用2路D/A转换器，生成2路标准LVDT副线圈信号，将信号注入待检测LVDT信号解调电路，输出解调后电压值，利用高精度电压测量仪器测量该电压值，与理论值对比；

3）利用信号发生器件和2路双通道运算放大器（简称运放），利用2个电位计对运放调参，生成2路标准LVDT副线圈信号，利用高精度电压测量仪器测量解调后电压值，与理论值对比。

上述的3种方法中方法1无法实现自动化且校准过程复杂，方法2难以解决相位同步问题，方法3调节电位计导致解调过程复杂、可靠性非常差。

发明内容

由图1可知LVDT是一款机电产品,其工作方式是当铁芯由中间向两边移动时,两个次级线圈输出的电压之差与铁芯移动成线性关系，两个次级线圈输出的电压之和为一常数。本发明在前述方法3的基础上作改进，提供一种LVDT信号解调电路的快速校准装置。

本发明通过下述技术方案来实现。一种LVDT信号解调电路的快速校准装置，包括DDS（直接数字式频率合成器）、双通道运算放大器、波段开关、调参电阻、采集终端、显示终端，DDS连接双通道运算放大器，双通道运算放大器连接待检测解调电路，待检测解调电路连接采集终端，采集终端连接显示终端，双通道运算放大器连接波段开关，波段开关连接调参电阻。

更具体地，选用6组定值电阻作为双通道运算放大器的调参电阻。

本发明的技术效果：由图1可知铁芯的运动不超过线圈机构范围内时,LVDT输出具有很高的线性度，校准时只需选取一组典型值（一般涵盖LVDT最大输出电压和零位电压）进行测量即可满足校准需求。因此使用高精度定值电阻取代电位计，解决了方法3校准精度差、可靠性差以及调节电位计带来的校准过程复杂的问题。

附图说明

图1是LVDT直流输出特性图。

图2是本发明的原理图。

图3为本发明电路图。

具体实施方式

如图2所示，一种LVDT信号解调电路的快速校准装置，包括DDS1、双通道运算放大器2、波段开关、调参电阻、采集终端、显示终端，DDS1连接双通道运算放大器2，双通道运算放大器2连接待检测解调电路3，待检测解调电路3连接采集终端4，采集终端4连接显示终端5，双通道运算放大器2连接波段开关7，波段开关7连接调参电阻6，选用6组定值电阻作为双通道运算放大器2的调参电阻6。

选用1组DDS1（直接数字式频率合成器）产生2路幅值相同、相位差180°的标准正弦信号，利用1个双通道运算放大器2分别将2组正弦信号作放大处理。选用6组定值电阻作为运放的调参电阻6，通过波段开关7切换定值电阻实现对典型值的精确快速测量。

本装置DDS1选用AD公司的AD9834。AD9834是一款75MHz、低功耗DDS器件，能够产生高性能正弦波和三角波输出。AD9834提供相位调制和频率调制功能。频率寄存器为28位；时钟速率为1MHz时，AD9834可以实现0.004Hz的分辨率。当供电电压为3V时，其功耗仅为20mW，非常适合模拟LVDT标准信号。

本装置双通道运算放大器2选用LM148J。LM148J是一款通用性军品级高品质双通道运算放大器，适用于该系统。