一種位移傳感器的檢測電路的製作方法

2023-06-11 00:37:11

一種位移傳感器的檢測電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種位移傳感器的檢測電路，包括激勵線圈，採集線圈，還包括電源電路至少具有第一晶片與第六晶片，用於為電路供電；激勵信號產生電路，包括第二晶片與第三晶片，用於產生激勵信號，所述激勵信號加載在激勵線圈的兩端；運放電路，包括第一運算放大器與第二運算放大器，用於放大第一採集線圈和第二採集線圈；CPU電路，所述CPU電路包括第四晶片，用於處理信號；輸出電路，包括第五晶片，用於TTL信號的輸出。本實用新型提供的檢測電路，可以令測量更精準，穩定性高，不受外部環境影響。
【專利說明】一種位移傳感器的檢測電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測【技術領域】，特別是涉及一種位移傳感器的檢測電路。
【背景技術】
[0002]目前傳感器在各種工具機行業設備中應用已經到了很重要的地位，沒有了傳感器提供準確位置，工具機行業加工出來的產品都將無法使用。傳感器甚至成為了工具機行業廠商的一個重要賣點。性能優越的傳感器將會給這些產品在加工過程中提供精確的定位，減少了一些不必要的麻煩，從而給廠商帶來極大的經濟效益，也帶動了工具機行業的產業發展。
[0003]隨著工具機行業的不斷發展，對傳感器裝置要求也越來越高。因此高精度，壽命長，抗油抗水抗塵抗震，能在惡劣的環境中工作的傳感器是時代的需要。
[0004]目前的傳感器中測量位移主要有光信號採集處理和電信號採集處理兩種裝置的缺點是精度不夠，在惡劣環境中受到工作場所影響，輸出不穩，使用壽命短。

【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種位移傳感器的檢測電路，使得位移傳感器輸出穩定，精度高，實用壽命長。
[0006]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:提供一種位移傳感器的檢測電路，所述位移傳感器電路包括線圈，所述線圈包括激勵線圈，採集線圈；其中採集線圈包括第一採集線圈和第二採集線圈；還包括:
[0007]電源電路，至少具有第一晶片與第六晶片，用於為電路供電；
[0008]激勵信號產生電路，包括第二晶片，第三晶片與激勵線圈連接，用於產生激勵信號，所述激勵信號加載在所述激勵線圈的兩端；
[0009]運放電路，包括第一運算放大器與第二運算放大器，用於放大第一採集線圈和第二採集線圈；
[0010]CPU電路，所述CPU電路包括第四晶片，用於處理信號；
[0011]輸出電路,包括第五晶片,用於TTL信號的輸出。
[0012]所述位移傳感器的檢測電路中電源電路還包括第一電感在第一電容與第二電容之間，所述第一電感與第一晶片相連，所述第一晶片還與第一電阻及第三電容連接；所述第一電感還與第二電阻連接，所述第二電阻與第三電阻並聯，所述第二電阻與第四電阻串聯；所述第二電阻還與第六晶片連接，所述第六晶片與第五電阻，第六電阻並聯，所述第五電阻與第六電阻互相串聯，並與第四電容並聯。
[0013]所述位移傳感器的檢測電路中激勵產生電路還包括第五電容接地，所述第二晶片與第七電阻，第八電阻，第九電阻串聯，所述第七電阻，第八電阻並聯，所述第二晶片還與第六電容連接，所述第二晶片還與第十電阻，第十一電阻串聯，與第十二電阻串聯；所述激勵產生電路還包括第三晶片，所述第三晶片第二引腳與第十三電阻連接，所述第三晶片第三引腳與第七電容連接，所述第三晶片第四引腳與第十四電阻，第八電容，第十五電阻，第十六電阻連接，所述第十四電阻，第八電容，第十五電阻，第十六電阻串聯。
[0014]所述位移傳感器檢測電路的運放電路具有第一運算放大器，第二運算放大器，所述第一運算放大器負輸入端與並聯的第十六電阻與第十七電阻連接，並通過串聯第十八電阻與CPU連接，所述第一運算放大器正輸入端與第十九電阻及第九電容連接，所述第九電容與第一採集線圈連接；所述第二運算放大器負輸入端與與並聯的第二十電阻與第二十一電阻連接，並通過串聯第二十二電阻與CPU連接，正輸入端與第二十三電阻及第十電容連接，所述第十電容與第二採集線圈連接；所述第一採集線圈，第二採集線圈接入由第二十四電阻與第十一電容生成的參考電壓，所述運放電路還包括第二十五電阻接地，第十二電容與第十三電容並聯接地。
[0015]所述位移傳感器檢測電路的CPU電路包括第四晶片，與電源電路，激勵產生電路，運放電路和輸出電路連接，還與第十四電容，第十五電容連接的晶振連接，並包括一 USB電路，所述USB電路由一三極體接入電壓，經由第二十六電阻接入CPU電路，所述三極體與第二十九電阻並聯，並通過串聯第二十七電阻與第二十八電阻接USB，所述USB還由第三十電阻，第三十一電阻接入CPU電路，並由第三十二電阻接通電源。
[0016]所述位移傳感器的檢測電路中輸出電路包括第五晶片，還具有四個電阻組成的聯排電阻。
[0017]採用了上述的技術方案，本實用新型提供的檢測電路與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果:本實用新型提供的檢測電路可在磁性鋼帶尺上移動產生變化的磁場，讀數頭電路處理得到更加突出的移相信號，再經過單片機處理最終輸出差分的TTL信號，可以廣泛應用於各種工具機，並且達到足夠的精度，穩定性也極高，特別是不受電磁的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1本實用新型的電源電路圖；
[0019]圖2本實用新型激勵信號產生電路圖；
[0020]圖3本實用新型的運放電路圖；
[0021]圖4本實用新型的CPU電路圖；
[0022]圖5本實用新型的輸出電路圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型所述的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0024]本實用新型的實施方式涉及一種位移傳感器的檢測電路，
[0025]包括線圈，所述線圈包括激勵線圈(J6)，採集線圈；其中採集線圈包括第一採集線圈(T31)和第二採集線圈(T32)；
[0026]所示的電源電路，包括第一晶片(U43)與第六晶片(U5)，用於為電路供電；激勵信號產生電路，包括第二晶片(U9)與第三晶片(U8)，用於產生激勵信號，所述激勵信號加載在所述激勵線圈的兩端；運放電路，包括第一運算放大器(U2A)與第二運算放大器(U2D)，用於放大第一採集線圈(T31)和第二採集線圈(T32) ；CPU電路，所述CPU電路包括第四晶片(U3),用於處理信號；輸出電路,包括第五晶片(UlO),用於TTL信號的輸出。第一晶片通常選用 LM1117MPX-33。
[0027]如圖1所示，一種位移傳感器檢測電路的電源電路還包括第一電感(L41)在第一電容(C41)與第二電容(C42)之間,所述第一電感(L41)與第一晶片(U43)相連,所述第一晶片(U43)還與第一電阻(R92)及第三電容(C46)連接；所述第一電感(L41)還與第二電阻(R19)連接，所述第二電阻(R19)與第三電阻(R30)並聯，所述第二電阻(R19)與第四電阻(R20)串聯；所述第二電阻(R19)還與第六晶片(U5)連接，所述第六晶片(U5)與第五電阻(R21)，第六電阻(R32)並聯，所述第五電阻(R21)與第六電阻(R32)互相串聯，並與第四電容(C28)並聯。所述第六晶片(U5)使用TL431AIDBZR。
[0028]如圖2所示，一種位移傳感器檢測電路的激勵產生電路還包括第五電容(C13)接地，所述第二晶片(U9)與第七電阻(R2)，第八電阻(R3)，第九電阻(R6)串聯，所述第七電阻(R2)，第八電阻(R3)並聯，所述第二晶片(U9)還與第六電容(C14)連接，所述第二晶片(U9)還與第十電阻(R5)，第十一電阻(Rl)串聯，另與第十二電阻(R7)串聯；所述激勵產生電路還包括第三晶片(U8)，所述第三晶片(U8)第二引腳與第十三電阻(R90)連接，所述第三晶片(U8)第三引腳與第七電容(C2)連接，所述第三晶片(U8)第四引腳與第十四電阻(R17)，第八電容(C51)，第十五電阻(R91)，第十六電阻(R4)連接，所述第十四電阻(R17)，第八電容(C51)，第十五電阻(R91)，第十六電阻(R4)串聯。第二晶片可選用LTC1563-2，第三晶片可選用TLV4120。
[0029]如圖3所示 ，所述位移傳感器檢測電路的運放電路具有第一運算放大器(U2A)，第二運算放大器(U2D)，所述第一運算放大器負輸入端與並聯的第十六電阻(R43)與第十七電阻(R17)連接，並通過串聯第十八電阻(Rll)與CPU連接，所述第一運算放大器正輸入端與第十九電阻(R44)及第九電容(C9)連接，所述第九電容(C9)與第一採集線圈(T31)連接；所述第二運算放大器(U2D)負輸入端與與並聯的第二十電阻(R45)與第二十一電阻(R47)連接，並通過串聯第二十二(R24)電阻與CPU連接，正輸入端與第二十三電阻(R45)及第十電容(C24)連接，所述第十電容(C24)與第二採集線圈(T32)連接；所述第一採集線圈，第二採集線圈接入由第二十四電阻(R38)與第十一電容(C30)生成的參考電壓，所述運放電路還包括第二十五電阻(R40)接地，第十二電容(C27)與第十三電容(C15)並聯接地。
[0030]所述位移傳感器檢測電路的CPU電路包括第四晶片(U3)，與電源電路，激勵產生電路，運放電路和輸出電路連接，還與第十四電容(ClO)，第十五電容(Cll)連接的晶振(U4)連接，並包括一 USB電路，所述USB電路由一三極體(Ql)接入電壓，經由第二十六電阻(R36)接入CPU電路，所述三極體與第二十九電阻(R37)並聯，並通過串聯第二十七電阻(R39)與第二十八電阻(R99)接USB，所述USB還由第三十電阻(RlO)，第三十一電阻(R28)接入CPU電路，並由第三十二電阻(R65)接通電源。
[0031]如圖5所示，所述的位移傳感器的檢測電路的輸出電路包括第五晶片(UlO)，還具有四個電阻組成的聯排電阻(R79)。
[0032]本實用新型的信號流可描述如下:
[0033]電源電路中3.3V電壓由晶片U43(LM1117MPX-3.3)產生。電源電路外接5V電源POWER通過電感L41連接到U43的I腳，POWER通過電容C41連接到GND，U43的I腳通過電容C42連接至IJ GND, U43的2腳接GND, U43的3,4引腳連接在一起輸出電壓3.3V。3.3V通過電阻R92產生+3.3V，連接到CPU，為CPU供電。U43的I腳連接到R19和R31的一端，並且R19和R31並聯連接到晶片U5的I腳，U5是晶片TL431，提供A3.3V及VREF電壓，其中U5的2腳和3腳之間連接著電阻R32，U5的3腳接AGND，U5的2腳通過R21連接至Ij A3.3V,A3.3V通過電阻R20產生VREF電壓連接到CPU，為CPU電路提供參考電壓。
[0034]如圖2所示，激勵產生電路由晶片U3即STM32F415產生一個HM1_CH1方波信號，然後有晶片LTC1563-2和晶片TLV4120實現。其中晶片U9的I腳和16腳連接到3.3V，U9的I腳通過電容C13連接到GND。HM1_CH1通過電阻R6連接到U9的2腳，U9的2腳通過電阻R2連接到U9的4腳，U9的2腳通過電阻R3連接到U9的6腳即LPA信號，LPA信號通過電阻R7連接到U9的11腳，U9的11腳通過電阻Rl連接到U9的13腳，U9的11腳通過電阻R5連接到U9的15腳輸出VOUT信號。U9的3腳5腳8腳9腳10腳12腳以及14腳接GND。VOUT信號通過電阻R17連接到電容C51，在連接到電阻R19連接到晶片U8的4腳。U8的4腳通過電阻R4連接到U8的5腳即輸出激勵信號OUT+，U8的2腳和3腳連接通過電容C2接GND。U8的2腳通過電阻R90連接到0UT+，U8的8腳產生激勵信號OUT-。U8的6腳接+5V電壓，U8的7腳接GND。
[0035]如圖3所示，所述運算放大電路由晶片AD8648實現採集線圈信號的放大。其中激勵信號OUT-和OUT+連接到線圈J6的I和2腳上，即激勵信號加載在激勵線圈J6上。採集線圈T31-3，4為一路線圈，其中Τ31-4腳接VGND，Τ31的3腳通過電容C9連接到晶片U2A的3腳，U2A的3腳通過電阻R44連接至Ij VGND上，U2A的4腳接A3.3V，U2A的11腳接AGND，U2A的2腳通過並聯電阻R23和R43連接到VGND，通過電阻Rll連接到U2A的I腳輸出XIPUT信號連接到CPU。T31-1，2腳是另一路採集線圈T32，其中2腳接VGND，I腳通過電容C24連接到電阻R46 —端，並且連接到U2D的12腳，R46的另一端接VGND。U2D的13腳通過並聯電阻R45和R47接VGND。U2D的13腳通過電阻R24連接到U2D的14腳輸出信號YINPUT, YINPUT的信號連接到CPU —腳。A3.3V電壓通過電阻R38和電容C30連接到VGND，VGND通過電阻R40連接到AGND。VGND再通過並聯電容C27和C15連接到AGND。
[0036]如圖4所示，CPU電路由晶片STM32F415RGT6用於整個信號的處理及輸出信號的產生。其中U3的41腳用於產生HM1_CH1，給激勵電路提供激勵方波。U3的5腳即OSCO連接到晶振晶片U4的I腳。U3的6腳OSCl連接到U4的3腳上，U4的I腳和2腳之間通過電容ClO連接，U4的3腳和4腳之間通過電容Cll連接。U4晶片為U3提供系統穩定的基準時鐘。J2為USB接口，其中的I腳外接電源，2腳通過電阻RlO連接到U3的44腳，3腳通過電阻R28連接到U3的45腳，4腳接GND，U3的45腳通過電阻R99和電阻R39連接到Ql的一腳，再通過電阻R37和R36連接到U3的35腳。J2和Ql實現本系統的USB接口電路。
[0037]XINPUT和HNPUT信號分別連接到U3的14腳和15腳，然後CPU對兩個信號進行處理，最終有U3的38，39，40引腳輸出CIN, BIN，AIN信號。
[0038]如圖5所示，信號輸出電路由晶片AM26LV31EIPW實現。其中UlO的4腳，15，16腳接3.3V，U10的8腳接GND7CPU的AIN信號連接到UlO的I腳，UlO的2，3腳輸出差分信號A+，A-。CPU的BIN信號連接到UlO的7腳，UlO的5，6腳輸出差分信號B+，B' CPU的CIN信號連接到UlO的9腳，UlO的10，11腳輸出差分信號C+，C-。最終的A+，A-, B+，B-, C+，C-即為RS422信號，可以外接系統使用。
[0039]應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式而已，並不用以限制本實用新型的保護範圍。對本領域普通技術人員來說，根據上述說明所作的任何修改，等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種位移傳感器的檢測電路，所述位移傳感器電路包括線圈，其特徵在於:所述線圈包括激勵線圈，採集線圈；其中採集線圈包括第一採集線圈和第二採集線圈；還包括: 電源電路，至少具有第一晶片與第六晶片，用於為電路供電； 激勵信號產生電路，包括第二晶片，第三晶片與激勵線圈連接，用於產生激勵信號，所述激勵信號加載在所述激勵線圈的兩端； 運放電路，包括第一運算放大器與第二運算放大器，用於放大第一採集線圈和第二採集線圈； CPU電路，所述CPU電路包括第四晶片，用於處理信號； 輸出電路，包括第五晶片，用於TTL信號的輸出； 所述的第一晶片為LM1117MPX-33，第二晶片為LTC1563-2，第三晶片為TLV4120，第四晶片為STM32F415RGT6，第五晶片為AM26LV31EIPW，第六晶片為TL431AIDBZR ； 所述電源電路還包括第一電感在第一電容與第二電容之間，所述第一電感與第一晶片相連，所述第一晶片還與第一電阻及第三電容連接；所述第一電感還與第二電阻連接，所述第二電阻與第三電阻並聯，所述第二電阻與第四電阻串聯；所述第二電阻還與第六晶片連接，所述第六晶片與第五電阻，第六電阻並聯，所述第五電阻與第六電阻互相串聯，並與第四電容並聯。 所述激勵產生電路還包括第五電容接地，所述第二晶片與第七電阻，第八電阻，第九電阻串聯，所述第七電阻，第八電阻並聯，所述第二晶片還與第六電容連接，所述第二晶片還與第十電阻，第十一電阻串聯，與第十二電阻串聯；所述激勵產生電路還包括第三晶片，所述第三晶片第二引腳與第十三電阻連接，所述第三晶片第三引腳與第七電容連接，所述第三晶片第四引腳與第十四電阻，第八電容，第十五電阻，第十六電阻連接，所述第十四電阻，第八電容，第十五電阻，第十六電阻串聯。 所述CPU電路包括第四晶片，與電源電路，激勵產生電路，運放電路和輸出電路連接，還與第十四電容，第十五電容連接的晶振連接，並包括一 USB電路，所述USB電路由一三極體接入電壓，經由第二十六電阻接入CPU電路，所述三極體與第二十九電阻並聯，並通過串聯第二十七電阻與第二十八電阻接USB，所述USB還由第三十電阻，第三十一電阻接入CPU電路，並由第三十二電阻接通電源。
2.根據權利要求1所述的位移傳感器的檢測電路，其特徵在於:所述運放電路具有第一運算放大器，第二運算放大器，所述第一運算放大器負輸入端與並聯的第十六電阻與第十七電阻連接，並通過串聯第十八電阻與CPU連接，所述第一運算放大器正輸入端與第十九電阻及第九電容連接，所述第九電容與第一採集線圈連接；所述第二運算放大器負輸入端與與並聯的第二十電阻與第二十一電阻連接，並通過串聯第二十二電阻與CPU連接，正輸入端與第二十三電阻及第十電容連接，所述第十電容與第二採集線圈連接；所述第一採集線圈，第二採集線圈接入由第二十四電阻與第十一電容生成的參考電壓，所述運放電路還包括第二十五電阻接地，第十二電容與第十三電容並聯接地。
3.根據權利要求1所述的位移傳感器的檢測電路，其特徵在於:所述輸出電路包括第五晶片，還具有四個電阻組成的聯排電阻。
【文檔編號】G01B7/02GK203657732SQ201320630905
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】張磊, 張偉 申請人:上海雷尼威爾技術有限公司