[发明专利]一种电涡流位移传感器及实现方法

权利要求书

1.一种大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器，其特征在于，所述传感器包括交流谐振升压电桥、稳幅电路、幅度补偿与加法电路、正交采样触发信号生成电路和高速采样处理器；所述

交流谐振升压电桥，由谐振器、与谐振器并联的电阻(R2)及与谐振器串联的电容(C1)和电阻(R1)组成；所述谐振器由电感探头(Lx)、两个串联电容(C2、C3)组成；

稳幅电路，由可变增益放大器(4)、同步检波电路(3)、幅度平均电路(6)和比较调节器(7)组成，所述比较调节器的输入端分别是幅度平均电路的输出信号(C)与基准电压S_ua；

幅度补偿与加法电路，由运放与电阻组成，用于调节幅度补偿的大小，并将补偿信号和稳幅电路输出信号相加，相加后得到的信号作为交流谐振升压电桥的激励信号S1；

正交采样触发信号生成电路，由高速比较器组成，该比较器设置有两个输入端，其中一端连接在同步检波电路(3)的输出端上，另一端输入直流电压S_ut。

2.如权利要求1所述的大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器，其特征在于，交流谐振升压电桥中谐振器的抽头设置在电容(C3)的两端。

3.如权利要求1所述的大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器，其特征在于，幅度补偿与加法电路中：

输入信号由谐振器输出信号S2和稳幅信号A组成；

交流谐振升压电桥的激励信号S1与输入信号S2和稳幅信号A的符合关系式为：S1＝K*S2+A，其中“K”为补偿系数。

4.如权利要求1所述的大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器，其特征在于，所述正交采样触发信号生成电路中比较器的一个输入端输入特定值的直流电压S_ut的大小为：

5.一种如权利要求1所述的大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器的实现方法，其特征在于，所述方法包括：

通过双路采样方法进行双路采样数据，根据双路采样数据S1、S2计算谐振电路损耗电阻；

根据电路损耗电阻计算线圈位移；

根据温度S3，计算温度补偿后的位移温漂。

6.如权利要求5所述的大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器的实现方法，其特征在于，

所述双路正交采样包括双路ADC，该ADC由上升沿和下降沿触发采样；触发采样信号来源于正交采样触发信号发生电路的输出信号S_t。

7.如权利要求5所述的大量程高精度高动态响应电涡流位移传感器的实现方法，其特征在于，谐振电路损耗电阻的计算包括：

采样系列：

S1x(S₁₀ S₁₁ S₁₂ S₁₃……)为S1的采样信号；

S2x(S₂₀ S₂₁ S₂₂ S₂₃……)为S2的采样信号；

根据采样系列，激励信号S1，电桥输出信号S2可用复数表示为：

其中n为采样个数，且为偶数；

谐振电路复阻抗为：

取谐振电路复阻抗的实部：R＝Re(Rx)

作为探头损耗电阻；

所述采样个数n在程序中可调，用于修改系统的动态响应。