[发明专利]一种体膨胀磁致位移传感测量方法和装置

说明书

本发明涉及一种体膨胀磁致位移传感测量方法和装置，结合了磁致传感器的一种体膨胀传感测量方法和装置，并将传感器的测量结果经信号的解调和微处理器处理，最后由五位数码显示输出测量的结果；由体膨胀测量装置主机和外部的体膨胀测量实验架组成；体膨胀测量装置主机内部具有微处理器主控单元、A/D电路、驱动与显示电路、控制电路、加热与循环模块。测量装置通过对待测量液体的水浴加热及对液面变化的测量，使学生能很好的理解和掌握液体体膨胀系数及位移传感器应用。测量装置结构合理，操作方便，教学效果好，适合于大专院校的物理学、传感器、电磁学等课程的科研和教学实验。

技术领域

本发明涉及一种体膨胀磁致位移传感测量方法和装置，属于物理学、力学、电磁学、传感器等相关课程的实验仪器技术领域。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，位移传感器主要是测量物体运动过程中与移动有关的量，位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，它所涉及的范围相当广泛，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量，用来测量伸长、振动、物体厚度、膨胀等各种变化。

磁致位移传感器，是通过内部非接触式的技术方式精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测物体的实际位移值的。由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。同时传感器具有高精度和高可靠性，输出信号为绝对位移值。

随教学的发展，高校的实验教学不仅要求实验设备能够提供原理性的实验项目，同时也要求能进行进一步量化的创新性实验，培养学生创新的思维和动手能力，另一方面要求实验设备要贴近社会生产实践，为社会培养应用性人才和工程技术人员，而现有的位移测量类传感器实验项目却很少见。

本测量装置使用了磁致位移传感器，测量装置通过对待测量液体的水浴加热及对液面变化距离的测量，使学生能很好的理解和掌握液体体膨胀系数及位移传感器应用。

发明内容

本发明针对现有实验仪器所存在的缺点，提出一种结合了磁致传感器的一种体膨胀磁致位移传感测量方法和装置，并将位移传感器的测量结果经信号的解调和微处理器处理，最后由五位数码显示输出测量的结果，能满足高等院校等教学科研单位传感器实验的实验教学和演示的要求。

一种体膨胀磁致位移传感测量方法和装置，由体膨胀测量装置主机和外部的体膨胀测量实验架组成，体膨胀测量装置主机上设置有五位数显的位移表和四位数显的温度表、电源指示灯、电源开关、位移信号输入端口、温度信号输入端口、温度调节按键、加热按键、进水和出水口及功能选择开关；体膨胀测量装置主机内部具有微处理器主控单元、A/D电路、驱动与显示电路、控制电路、加热与循环模块。

本测量装置的体膨胀测量实验架上安装有磁致位移传感器、温度传感器和玻璃双层水浴加热圆筒。

体膨胀测量实验架上的磁致位移传感器和温度传感器与测量装置主机内的A/D电路、微处理器主控单元依次相接；其测量装置主机内的驱动与显示电路与微处理器主控单元相接；其微处理器主控单元、控制电路、加热与循环模块依次相接。

本测量装置主机内设置有微处理器主控单元，其中的微处理器芯片采用TMS320LF2407A，TMS320LF2407A是TI公司推出的微处理器，采用了高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了功耗，具有40MIPS的执行速度，从而提高了控制器的实时控制能力；集成了32K字的闪存、2.5K的RAM、具有500ns的A/D转换器，提供了PWM接口和I/O功能。

本测量装置利用微处理器对位移传感器和温度传感器的采集数据进行处理，同时还经过PID算法处理控制PWM输出，该输出进行功率放大后控制加热模块，具有温度调节速度快、精度高的特点，测量结果经驱动后由数码显示输出。