[发明专利]一种电涡流传感器

说明书

一种电涡流传感器，MCU具备ADC、DAC、USART、EEPROM和GPIO，通过GPIO控制电涡流传感器的输出状态，ADC实现采集过载电流及温度传感器数据，USART作为数据通信接口，同时与GPIO复用，在通信模式与控制模式之间进行切换，线圈数据的采集过程是，对比较器输入振荡信号幅度的采集，线圈随温度变化即后端振荡信号发生变化，比较器比较的是振荡信号的下峰值与阀值的大小关系，触发比较器电平变换，通过DAC输出0～5V的模拟电压以扫描的方式，每次进一步判断比较器的电平变化，直至检测到电平变化，则认为DAC当前值为振荡信号下峰值的数据。

技术领域

本发明属于智能传感器技术领域，特别涉及一种电涡流传感器。

背景技术

目前的多数传感器还停留在只能单一的输出逻辑电平，并不能具备接收外部指令或是发送产品信息的功能。现有的电涡流传感器，将震荡模块采集到的信号经过滤波后转换为模拟电压变化，再将模拟电压与一个固定电压比较，直接输出逻辑电平。且无法输出其他信息。由于仅使用模拟电路实现，电路简单，成本低。单一的逻辑电平输出，只能检测固定位置，输出高低电平。产品在组装调试封灌时，存在组装误差，人为误差，改变了产品的性能指标。由于无法进行二次修改作业，最终造成产品的不良。并且，由于装配及调试工序繁琐，精准度低，传感器趋向于小型化，从而对员工的技能要求较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能化的电涡流传感器。

本发明的技术方案是，一种电涡流传感器，包括MCU、传感器电源电路、脉冲驱动线圈电路、峰值检波电路和输出线复用通信电路，MCU具备ADC、DAC、USART、EEPROM和GPIO，

通过GPIO控制电涡流传感器的输出状态，ADC实现采集过载电流及温度传感器数据，USART作为数据通信接口，同时与GPIO复用，在通信模式与控制模式之间进行切换，

线圈数据的采集过程是，对比较器输入振荡信号幅度的采集，线圈随温度变化即后端振荡信号发生变化，

比较器比较的是振荡信号的下峰值与阀值的大小关系，触发比较器电平变换，

通过DAC输出0～5V的模拟电压以扫描的方式，每次进一步判断比较器的电平变化，直至检测到电平变化，则认为DAC当前值为振荡信号下峰值的数据，

通过电涡流传感器全温度范围内多个温度点的采样，得出线圈随温度的变化趋势，通过对数据的曲线拟合，进行线圈温度补偿。

设定电涡流传感器检测距离的过程包括，

当金属靠近线圈时，振荡波形发生变化，通过DAC扫描，得出波形的当前值，即为当前距离的阀值信号，

计算得出当前距离的变化量X，结合线圈温度补偿的数据，不同的温度点，实时的调整阀值电压，及DAC输出电压，达到温度补偿及距离任意设定的功能。

本发明的技术特点包括：

1.远距离检测

本方案采用新型的脉冲驱动电路激励线圈，产生一个稳定的磁场，利用比较器设计新型的峰值检波电路，具有较高的灵敏度，实现较远的检测距离，可以达到普通产品标准距离的3倍，同时具有比较高的响应频率。

2.兼容性

利用通信功能，实现对距离的标定，避开传统的使用电位器的调试距离带来的误差问题，同时可以弥补组装工艺影响距离的误差。为了满足通用性，通过标定距离，可以任意标定为1倍，2倍，3倍距离，满足不同客户的需求。

3.标定模式

本方案通过软件进行标定，通过带有DAC功能的MCU输出模拟电压，给到比较器作为峰值检波的阀值电压，与振荡信号做比较，DAC输出不同的模拟电压，实现不同距离的标定功能。