一種獲取運動體位置的測試系統的製作方法

2023-12-02 08:39:01 1

本發明屬於非接觸測量技術領域，更具體地，涉及一種獲取運動體位置的測試系統。

背景技術：

目前測試運動體的關鍵位置的方法較多，比如利用霍爾效應的位移傳感器，可以測量附加在軸或者運動體上磁體的運動來得到被測體運動參數，不過，由於霍爾元件是一種磁敏元件，要求被測對象必須是磁性材料，因而，很容易受到強電磁幹擾影響。另外，目前還有利用雷射、光柵或光柵尺等基於光學原理的測試系統，它們特別適用於強電磁幹擾的工作場合，不過，也正是受制於它們的光學測試原理，其最高工作環境溫度，大多要求低於50℃，況且它們很容易受到冰雹、暴雨、大霧(包括軍事上面的人造煙霧、煙塵)等惡劣天氣等的不良影響。

因此，需要研究一種測試運動體關鍵位置的新型、高可靠系統，它既要能夠適應如日平均溫差特別大、冰雹、暴雨、大霧(包括軍事上面的人造煙霧、煙塵)和空氣飄浮物以及油汙等惡劣環境，還要具有較強的抗電磁幹擾的能力、較強的抗鹽霧等能力。

技術實現要素：

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在於提供一種獲取運動體位置的測試系統，旨在解決不能適應惡劣工作環境、抗電磁幹擾能力不強、測試運動體關鍵位置準確度低、可靠性不高等不足。

本發明提供了一種獲取運動體位置的測試系統，包括：至少一套設置在待測運動體上的敏感體、位置傳感單元、光電單元、位置信號傳輸光纜和位置數據處理單元；所述位置傳感單元包括盒體以及三個型號相同、按照一定間距呈「品字形」方式排列的傳感器；傳感器放置在盒體中，且盒體固定在與敏感體距離為探測距離的位置處；所述光電單元設置在盒體中，用於將位置傳感單元輸出的反應運動體位置的電信號進行光電隔離和電平轉換後，獲得可以經由光纜遠距離傳輸反應運動體位置的光信號；所述位置信號傳輸光纜用於將光電單元輸出的反應運動體位置的光信號傳送到位置數據處理單元；所述位置數據處理單元用於根據所述光信號獲得待測運動體的位置。

更進一步地，光電單元包括：光電隔離處理電路和電光變換電路；所述光電隔離處理電路包括：光電耦合隔離晶片a1，光電耦合隔離晶片a2，光電耦合隔離晶片a3，反相跟隨晶片a4，反相跟隨晶片a5，反相跟隨晶片a6，電阻rl1，電阻rl2，電阻rl3，電阻rl4，電阻rl5，電阻rl6，電阻rl7，電阻rl8，電阻rl9，電容c1，電容c2，電容c3，電容c4，電容c5，電容c6，電容cs1，電容cs2，電容cs3，電阻rx1，電阻rx2，電阻rx3，二極體dx1，二極體dx2，二極體dx3，二極體dz1，二極體dz2和二極體dz3；所述光電隔離處理電路與位置傳感單元的9個接線端子t1～t9相接，接線端子t1接電阻rl1的一端，電阻rl1的該端同時接電容cs1的一端，電容cs1的該端同時接參考電壓us1+，電容cs1的另一端接地線gnd1，電阻rl1的另一端接電阻rx1的一端，接線端子t2接電阻rx1的該端，電阻rx1的該端同時接二極體dz1的陰極，電阻rx1的另一端接二極體dx1的陰極，二極體dx1的陰極同時接晶片a1的第2腳，電容c1的並接在電阻rx1的兩端，接線端子t3接二極體dz1的陽極，二極體dz1的陽極同時接二極體dx1的陽極，二極體dx1的陽極同時接晶片a1的第3腳，晶片a1的第3腳接地線gnd1，晶片a1的第8腳接電容c4的一端，電容c4的該端同時接電源us2+，電容c4的另一端接地線gnd2，晶片a1的第7腳和第6腳接電阻rl7的一端，電阻rl7的該端同時接晶片a4的第3腳，電阻rl7的另一端接電源us2+，晶片a1的第5腳接地線gnd2，晶片a4的第1腳接電源us2+，晶片a4的第8腳接地線gnd2，晶片a4的第2腳接接線端子t10，接線端子t11接地線gnd2；接線端子t4接電阻rl2的一端，電阻rl2的該端同時接電容cs2的一端，電容cs2的該端同時接參考電壓us1+，電容cs2的另一端接地線gnd1，電阻rl2的另一端接電阻rx2的一端，接線端子t5接電阻rx2的該端，電阻rx2的該端同時接二極體dz2的陰極，電阻rx2的另一端接二極體dx2的陰極，二極體dx2的陰極同時接晶片a2的第2腳，電容c2的並接在電阻rx2的兩端，接線端子t6接二極體dz2的陽極，二極體dz2的陽極同時接二極體dx2的陽極，二極體dx2的陽極同時接晶片a2的第3腳，晶片a2的第3腳接地線gnd1，晶片a2的第8腳接電容c5的一端，電容c5的該端同時接電源us2+，電容c5的另一端接地線gnd2，晶片a2的第7腳和第6腳接電阻rl8的一端，電阻rl8的該端同時接晶片a5的第3腳，電阻rl8的另一端接電源us2+，晶片a2的第5腳接地線gnd2，晶片a5的第1腳接電源us2+，晶片a5的第8腳接地線gnd2，晶片a5的第2腳接接線端子t12，接線端子t13接地線gnd2；接線端子t7接電阻rl3的一端，電阻rl3的該端同時接電容cs3的一端，電容cs3的該端同時接參考電壓us1+，電容cs3的另一端接地線gnd1，電阻rl3的另一端接電阻rx3的一端，接線端子t8接電阻rx3的該端，電阻rx3的該端同時接二極體dz3的陰極，電阻rx3的另一端接二極體dx3的陰極，二極體dx3的陰極同時接晶片a3的第2腳，電容c3的並接在電阻rx3的兩端，接線端子t9接二極體dz3的陽極，二極體dz3的陽極同時接二極體dx3的陽極，二極體dx3的陽極同時接晶片a3的第3腳，晶片a3的第3腳接地線gnd1，晶片a3的第8腳接電容c6的一端，電容c6的該端同時接電源us2+，電容c6的另一端接地線gnd2，晶片a3的第7腳和第6腳接電阻rl9的一端，電阻rl9的該端同時接晶片a6的第3腳，電阻rl9的另一端接電源us2+，晶片a3的第5腳接地線gnd2，晶片a6的第1腳接電源us2+，晶片a6的第8腳接地線gnd2，晶片a6的第2腳接接線端子t14，接線端子t15接地線gnd2；經由接線端子t10、t11、t12、t13、t14和t15，將經光電隔離電路處理獲得的信號傳輸給電光變換電路；電光變換電路包括：發送光纖頭晶片op1，發送光纖頭晶片op2，發送光纖頭晶片op3，電阻rp1，電阻rp2，電阻rp3，電容cp1，電容cp2，電容cp3，電容cp4，電容cp5，電容cp6；其中接線端子t10接晶片op1的1，2，3腳，且與電阻rp1的一端相連，電阻rp1的另一端與電源us2+相連，電源us2+接電容cp1，電容cp1的另一端與地線gnd2、接線端子t11相連，gnd2接晶片op1的第4腳與電容cp2的一端，電容cp2的另一端與晶片op1的1，2，3腳相連，通過晶片op1的接線端子t16連接位置信號傳輸光纜4，經由位置信號傳輸光纜4的light1的t19端子將處理過的光信號發給位置數據處理單元5；接線端子t12接晶片op2的1，2，3腳，且與電阻rp2的一端相連，rp2的另一端與電源us2+相連，電源us2+接電容cp3，電容cp3的另一端與地線gnd2、接線端子t13相連，gnd2接晶片op2的第4腳與電容cp4的一端，電容cp4的另一端與晶片op2的1，2，3腳相連，通過晶片op2的接線端子t17連接位置信號傳輸光纜4，經由位置信號傳輸光纜4的light2的t20端子將處理過的光信號發給位置數據處理單元5；接線端子t14接晶片op3的1，2，3腳，且與電阻rp3的一端相連，rp3的另一端與電源us2+相連，電源us2+接電容cp5，電容cp6的另一端與地線gnd2、接線端子t15相連，gnd2接晶片op3的第4腳與電容cp6的一端，電容cp6的另一端與晶片op3的1，2，3腳相連，通過晶片op3的接線端子t18連接位置信號傳輸光纜4，經由位置信號傳輸光纜4的light3的t21端子將處理過的光信號發給位置數據處理單元5。

更進一步地，位置數據處理單元包括：光電變換電路和位置數據採集電路；光電變換電路包括接收光纖頭晶片op4，接收光纖頭晶片op5，接收光纖頭晶片op6，電阻rp4，電阻rp5，電阻rp6，電容cp7，電容cp8和電容cp9；光電變換電路與位置信號傳輸光纜的接線端子t19～t21相接，晶片op4的第1腳接電源us3+，電阻rp4的一端接電源us3+，電阻rp4的另一端接晶片op4的第2腳，電容cp7的一端接晶片op4的第2腳，電容cp7的另一端接地線gnd3，晶片op4的第3腳和第4腳接地線gnd3，接線端子t22接晶片op4的第2腳；晶片op5的第1腳接電源us3+，電阻rp5的一端接電源us3+，電阻rp5的另一端接晶片op5的第2腳，電容cp8的一端接晶片op5的第2腳，電容cp8的另一端接地線gnd3，晶片op5的第3腳和第4腳接地線gnd3，接線端子t23接晶片op5的第2腳；晶片op6的第1腳接電源us3+，電阻rp6的一端接電源us3+，電阻rp6的另一端接晶片op6的第2腳，電容cp9的一端接晶片op6的第2腳，電容cp9的另一端接地線gnd3，晶片op6的第3腳和第4腳接地線gnd3，接線端子t24接晶片op6的第2腳，經由接線端子t22、t23和t24；位置數據採集電路用於接收來自光電變換電路處理的待測運動體位置的電信號pw1。

更進一步地，敏感體的材料為金屬，具體為鋁、鋼或銅。

更進一步地，敏感體的寬度a大於等於傳感器測試端面直徑d，所述敏感體的深度b大於等於探測距離x，所述敏感體的高度h大於等於傳感器測試端面直徑d。

更進一步地，相鄰傳感器之間的中心間距c大於等於探測間距x的2倍。

本發明具有如下技術優點：

(1)本測試系統採用電渦流接近開關，充當位置檢測用傳感器，它能夠適應日平均溫差特別大的惡劣天氣，對包括軍事上面的人造煙霧、煙塵、空氣飄浮物和油汙等環境條件不敏感；

(2)本測試系統採用「品字形」方式，布置傳感器，能夠有效降低傳感器盒體尺寸，壓縮傳感器盒體的安裝空間，尤其適合於那些安裝位置狹小而對位置測量要求又極為苛刻的應用場合；

(3)本測試系統將位置傳感單元與光電單元集成安裝在一個傳感器盒體中，最大限度縮短兩者之間的傳輸距離，降低受幹擾的概率；

(4)本測試系統採用光纖傳輸反映待測運動體位置的光信號，既可以實現遠距離傳輸，還不容易受到電磁幹擾，尤其適合於那些具有強電磁幹擾的工作環境。

總之，本發明測試系統由於採用光纜作為信號傳輸介質，能夠遠距離傳輸信號，且抗電磁幹擾能力強。本發明測試系統由於三通道均採用了電渦流傳感器，可靠性高，能夠適應人造煙霧、煙塵和空氣飄浮物、油汙等惡劣工作環境。

附圖說明

圖1為本發明測試系統的一種具體實施方式的結構示意圖。

圖2為說明本發明測試系統的待測運動體與敏感體之間的布置方式以及敏感體的結構示意圖。

圖3為說明本發明測試系統的位置傳感單元呈現「品字形」排列的結構示意圖。

圖4為說明本發明測試系統的位置傳感單元輸出的反映運動參數的方波波形示意圖。

圖5為說明本發明測試系統的圖1中的光電單元中的光電隔離處理電路的原理圖。

圖6為說明本發明測試系統的圖1中的光電單元中的電光變換電路的原理圖。

圖7為說明本發明測試系統的圖1中的位置數據處理單元中的光電變換電路的原理圖。

圖8為說明本發明測試系統的待測運動體與敏感體之間的另外一種布置方式以及敏感體的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明屬於非接觸測量技術，具體涉及一種獲取運動體位置的高可靠測試系統，適用於包括以下方面的關鍵位置檢測系統中：如電磁發射裝置、直線電機、快速直線移動體、旋轉電機以及旋轉物體等方面。本發明所提供的獲取運動體位置的高可靠測試系統，能夠應用於工作環境條件惡劣、電磁幹擾強度大、安裝位置嚴格約束的場合，它還具有可靠性高、安裝方便、易於調試等優勢。

本發明所提供的獲取運動體位置的高可靠測試系統包括：至少一套安裝在待測運動體的敏感體、位置傳感單元、光電單元、位置信號傳輸光纜和位置數據處理單元五個部分。

敏感體可以是鋁、鋼、銅等不同金屬材料，將其安裝在待測運動體上，需要牢靠緊固，以免高速時脫落。

位置傳感單元，要求將三個相同型號的傳感器按照一定的間距呈「品字形」方式排列，安裝在傳感器盒體中，有利於減小傳感器盒體尺寸。將安裝有傳感器的傳感器盒體固定在與敏感體距離為探測距離的位置處。

光電單元，將位置傳感單元輸出的反應運動體位置的電信號進行光電隔離和電平轉換後，轉變為可以經由光纜傳輸的光信號，有利於遠距離傳輸反應運動體位置的信號，為了最大限度縮短位置傳感單元與光電單元之間的傳輸距離，特將它們集成安裝在一個傳感器盒體中。

位置信號傳輸光纜，是將來自於光電單元輸出的反應運動體位置的光信號，傳送到位置數據處理單元，並採集獲得反應運動體位置的光信號，最後經過簡單計算，便可以得到待測運動體的位置和其它運動參數。

本發明裝置利用安裝在待測運動體上的敏感體進入和離開傳感器的感知範圍時，傳感器能夠輸出反映運動體運動狀態的高低電平的方波信號，利用該方波信號，很容易計算獲得待測運動體的位置和其它運動參數，還可以判斷運動方向。

在測試系統正常工作時，某通道傳感器一旦探測到安裝在待測運動體的敏感體時，都會相應輸出一個高電平(或者低電平，這取決於設計者的習慣，既可以假設當傳感器探測到敏感體時輸出高電平，也可以假設當傳感器探測到敏感體時輸出低電平)的方波信號。

為了後面分析方便起見，在本發明中，傳感器測試端面與敏感體之間的探測距離為x；傳感器之間的中心間距為c，傳感器測試端面的直徑為d；將三路傳感器布置成正三角形方式；假設敏感體的高度為h、寬度為a、深度為b；當傳感器探測到敏感體時，輸出高電平；當待測運動體的敏感體先後依次穿過傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3，輸出高低電平的波形分別對應為s2-1、s2-2和s2-3，假設此時待測運動體為前進方向，反之，當待測運動體的敏感體先後依次穿過傳感器2-3、傳感器2-2和傳感器2-1，輸出高低電平的波形對應為s2-3、s2-2和s2-1，假設此時待測運動體為後退方向。

以待測運動體前進方向為例，即待測運動體的敏感體先後依次穿過傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3，輸出高低電平的波形對應為s2-1、s2-2和s2-3，假設每一個傳感器的輸出波形的上升沿所對應的時間分別t2-1、t2-2和t2-3，假設每一個傳感器的輸出波形的下降沿所對應的時間分別t』2-1、t』2-2和t』2-3，根據物理知識，可以得到待測運動體的敏感體離開傳感器2-2時的速度v2-2的表達式為：

同理，可以得到待測運動體的敏感體離開傳感器2-3時的速度v2-3的表達式為：

當然，可以計算得到待測運動體的敏感體離開傳感器2-3時的加速度a的表達式為：

聯立表達式(1)～(3)，可以得到待測運動體的加速度a的表達式為：

根據前面的論述得知，表達式中的參數c是已知的，可以由位置數據處理單元獲得三路高低電平的上升沿的時間差，即可獲得待測運動體的位置、速度和加速度等運動參數。同理，也可以利用下降沿得到待測運動體的位置、速度和加速度等運動參數，恕不贅述。

前面的分析過程，是基於測試系統正常工作時得出的運動參數。如果某通道傳感器出現故障時，本測試系統仍然可以得到待測運動體的運動參數。不失一般性，假設傳感器2-2出現故障，利用上升沿，可以得到待測運動體的敏感體離開傳感器2-3時的速度v』2-3的表達式為：

利用下降沿，可以得到待測運動體的敏感體離開傳感器2-3時的速度v」2-3的表達式為：

聯立表達式(5)和(6)，可以得到待測運動體的加速度a』的表達式為：

由此可見，如果出現某通道傳感器故障時，本測試系統仍然是可以得到待測運動體的運動參數的。

當然，待測運動體後退時的分析方法與此相類似，不再贅述。

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對於這些實施方式的說明用於幫助理解本發明，但並不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

如圖1所述，本發明測試系統中的x，表示傳感器端面與敏感體端面間距，又稱為探測距離，它是由傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3的具體型號決定的。待測運動體1可以是直線運動或旋轉運動的物體。位置傳感單元2，內置三路傳感器和光電單元3，三路傳感器的共計9個接線端子t1～t9，連接到光電單元3，由光電單元3將三路傳感器輸出的反應待測運動體1位置的方波信號，進行光電隔離處理之後，再由電光變換電路處理得到光信號，經由位置信號傳輸光纜4中的光纜light1～light3，傳輸給位置數據處理單元5，由位置數據處理單元5將接收到的光信號，經過光電處理之後，得到反應測運動體1位置的電信號，再由位置數據處理單元5，經過計算，得到待測運動體的位置、速度和加速度等運動參數。

如圖2所述，將敏感體1-2緊固安裝在待測運動體1-1上，敏感體的高度為h、寬度為a、深度為b。根據產品手冊，在選擇該參數時，必須考慮所選擇的具體傳感器型號以及現場安裝傳感器盒體的空間位置約束，即要求寬度a大於等於傳感器測試端面直徑d，要求深度b大於等於探測距離x，要求高度h大於等於傳感器測試端面直徑d。

如圖3所述，位置傳感單元2包括三路呈「品字形」對稱布置的傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3以及傳感器盒體2-4。在位置傳感單元2中，將傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3，按照「品字形」對稱布置在正三角的三個頂點所在的位置上，相鄰兩個傳感器之間的中心間距為c，根據產品手冊，在選擇該參數時，必須兼顧具體安裝空間的位置約束條件，但是，為了降低傳感器之間的相互影響，本發明要求兩個傳感器之間的中心間距c，大於等於探測間距的2倍，即2x。每一路傳感器均有三個接線端子，即t1～t9共計9個接線端子。將這9個接線端子t1～t9，對應連接到光電單元3中，由光電單元3將三路傳感器輸出的反應待測運動體1位置的電信號，進行光電隔離處理和電光變換處理之後，得到光信號。為了最大限度縮短位置傳感單元2與光電單元3之間的傳輸距離，特將它們集成安裝在傳感器盒體2-4中。

如圖4所述，本發明以待測運動體前進方向為例，即待測運動體的敏感體先後依次穿過傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3，輸出高低電平的波形，分別對應為s2-1、s2-2和s2-3，每一個傳感器的輸出波形的上升沿所對應的時間分別t2-1、t2-2和t2-3。由前所述，根據獲得的上升沿所對應的時間t2-1、t2-2和t2-3以及相鄰兩個傳感器之間的中心間距c，經由位置數據處理單元5，即可計算得到待測運動體的位置、速度和加速度等運動參數。

如圖5所述，光電單元3由光電隔離處理電路3-1和電光變換電路3-2兩部分組成。光電隔離處理電路3-1與位置傳感單元2的9個接線端子t1～t9相接，接線端子t1接電阻rl1的一端，電阻rl1的該端同時接電容cs1的一端，電容cs1的該端同時接參考電壓us1+，電容cs1的另一端接地線gnd1，電阻rl1的另一端接電阻rx1的一端，接線端子t2接電阻rx1的該端，電阻rx1的該端同時接二極體dz1的陰極，電阻rx1的另一端接二極體dx1的陰極，二極體dx1的陰極同時接晶片a1的第2腳，電容c1的並接在電阻rx1的兩端，接線端子t3接二極體dz1的陽極，二極體dz1的陽極同時接二極體dx1的陽極，二極體dx1的陽極同時接晶片a1的第3腳，晶片a1的第3腳接地線gnd1，晶片a1的第8腳接電容c4的一端，電容c4的該端同時接電源us2+，電容c4的另一端接地線gnd2，晶片a1的第7腳和第6腳接電阻rl7的一端，電阻rl7的該端同時接晶片a4的第3腳，電阻rl7的另一端接電源us2+，晶片a1的第5腳接地線gnd2，晶片a4的第1腳接電源us2+，晶片a4的第8腳接地線gnd2，晶片a4的第2腳接接線端子t10，接線端子t11接地線gnd2。接線端子t4接電阻rl2的一端，電阻rl2的該端同時接電容cs2的一端，電容cs2的該端同時接參考電壓us1+，電容cs2的另一端接地線gnd1，電阻rl2的另一端接電阻rx2的一端，接線端子t5接電阻rx2的該端，電阻rx2的該端同時接二極體dz2的陰極，電阻rx2的另一端接二極體dx2的陰極，二極體dx2的陰極同時接晶片a2的第2腳，電容c2的並接在電阻rx2的兩端，接線端子t6接二極體dz2的陽極，二極體dz2的陽極同時接二極體dx2的陽極，二極體dx2的陽極同時接晶片a2的第3腳，晶片a2的第3腳接地線gnd1，晶片a2的第8腳接電容c5的一端，電容c5的該端同時接電源us2+，電容c5的另一端接地線gnd2，晶片a2的第7腳和第6腳接電阻rl8的一端，電阻rl8的該端同時接晶片a5的第3腳，電阻rl8的另一端接電源us2+，晶片a2的第5腳接地線gnd2，晶片a5的第1腳接電源us2+，晶片a5的第8腳接地線gnd2，晶片a5的第2腳接接線端子t12，接線端子t13接地線gnd2。接線端子t7接電阻rl3的一端，電阻rl3的該端同時接電容cs3的一端，電容cs3的該端同時接參考電壓us1+，電容cs3的另一端接地線gnd1，電阻rl3的另一端接電阻rx3的一端，接線端子t8接電阻rx3的該端，電阻rx3的該端同時接二極體dz3的陰極，電阻rx3的另一端接二極體dx3的陰極，二極體dx3的陰極同時接晶片a3的第2腳，電容c3的並接在電阻rx3的兩端，接線端子t9接二極體dz3的陽極，二極體dz3的陽極同時接二極體dx3的陽極，二極體dx3的陽極同時接晶片a3的第3腳，晶片a3的第3腳接地線gnd1，晶片a3的第8腳接電容c6的一端，電容c6的該端同時接電源us2+，電容c6的另一端接地線gnd2，晶片a3的第7腳和第6腳接電阻rl9的一端，電阻rl9的該端同時接晶片a6的第3腳，電阻rl9的另一端接電源us2+，晶片a3的第5腳接地線gnd2，晶片a6的第1腳接電源us2+，晶片a6的第8腳接地線gnd2，晶片a6的第2腳接接線端子t14，接線端子t15接地線gnd2。經由接線端子t10、t11、t12、t13、t14和t15，將經光電隔離電路3-1處理獲得的信號傳輸給電光變換電路3-2。

如圖6所述，電光變換電路3-2與光電隔離處理電路3-1的6個接線端子t10～t15相接，接受來自光電隔離處理電路3-1的信號，其中，接線端子t10接晶片op1的1，2，3腳，且與電阻rp1的一端相連，rp1的另一端與電源us2+相連，電源us2+接電容cp1，電容cp1的另一端與地線gnd2、接線端子t11相連，gnd2接晶片op1的第4腳與電容cp2的一端，電容cp2的另一端與晶片op1的1，2，3腳相連，通過晶片op1的接線端子t16連接位置信號傳輸光纜4，經由位置信號傳輸光纜4的light1的t19端子將處理過的光信號發給位置數據處理單元5。其中，接線端子t12接晶片op2的1，2，3腳，且與電阻rp2的一端相連，rp2的另一端與電源us2+相連，電源us2+接電容cp3，電容cp3的另一端與地線gnd2、接線端子t13相連，gnd2接晶片op2的第4腳與電容cp4的一端，電容cp4的另一端與晶片op2的1，2，3腳相連，通過晶片op2的接線端子t17連接位置信號傳輸光纜4，經由位置信號傳輸光纜4的light2的t20端子將處理過的光信號發給位置數據處理單元5。其中，接線端子t14接晶片op3的1，2，3腳，且與電阻rp3的一端相連，rp3的另一端與電源us2+相連，電源us2+接電容cp5，電容cp6的另一端與地線gnd2、接線端子t15相連，gnd2接晶片op3的第4腳與電容cp6的一端，電容cp6的另一端與晶片op3的1，2，3腳相連，通過晶片op3的接線端子t18連接位置信號傳輸光纜4，經由位置信號傳輸光纜4的light3的t21端子將處理過的光信號發給位置數據處理單元5。

如圖7所述，位置數據處理單元5由光電變換電路5-1和位置數據採集電路5-2兩部分組成。位置信號傳輸光纜4與電光變換電路3-2中3個接線端子t16～t18相接，光電變換電路5-1與位置信號傳輸光纜4的接線端子t19～t21相接，晶片op4的第1腳接電源us3+，電阻rp4的一端接電源us3+，電阻rp4的另一端接晶片op4的第2腳，電容cp7的一端接晶片op4的第2腳，電容cp7的另一端接地線gnd3，晶片op4的第3腳和第4腳接地線gnd3，接線端子t22接晶片op4的第2腳；晶片op5的第1腳接電源us3+，電阻rp5的一端接電源us3+，電阻rp5的另一端接晶片op5的第2腳，電容cp8的一端接晶片op5的第2腳，電容cp8的另一端接地線gnd3，晶片op5的第3腳和第4腳接地線gnd3，接線端子t23接晶片op5的第2腳；晶片op6的第1腳接電源us3+，電阻rp6的一端接電源us3+，電阻rp6的另一端接晶片op6的第2腳，電容cp9的一端接晶片op6的第2腳，電容cp9的另一端接地線gnd3，晶片op6的第3腳和第4腳接地線gnd3，接線端子t24接晶片op6的第2腳，經由接線端子t22、t23和t24，位置數據採集電路5-2接收來自光電變換電路5-1處理的待測運動體位置的電信號pw1。

如圖7所述，位置數據採集電路5-2，能夠實時獲取反應待測運動體位置的電信號，隨時判明待測運動體的運動方向，並根據前面的所述方法，經過簡單計算，即可得到待測運動體的運動參數。

圖1所示實施例中的傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3，可以選擇渦流接近開關，能夠提供渦流接近開關的廠家有很多，如omron歐姆龍、autonics奧託尼克斯、keyencen基恩士、sunx神視、sick施克、takex竹中、p+f倍加福、dec和riko瑞科和panasonic松下等。在選擇渦流接近開關時，必須兼顧安裝位置與傳感器的有效探測距離兩者的矛盾。

圖2所示實施例中的敏感體1-2，可以是鋁、鋼、銅等不同金屬材料，為了防止高速時敏感體1-2脫落，必須將其牢靠緊固地安裝在待測運動體上。本發明提出，在設計敏感體1-2時，必須嚴格根據所選擇的渦流接近開關型號以及現場安裝傳感器盒體的空間位置約束，仔細設計敏感體1-2的寬度a、深度b和高度h三個尺寸參數，本發明給出選擇方法，即要求寬度a≥傳感器測試端面直徑d、要求深度b≥探測距離x，要求高度h≥傳感器測試端面直徑d。

圖3所示實施例中的呈「品字形」方式排列的傳感器2-1、傳感器2-2和傳感器2-3，必須重點關注相鄰傳感器之間的中心間距c參數，以便降低它們之間的相互影響，本發明給出c參數的選擇方法，即要求兩個傳感器之間的中心間距c≥探測間距x的2倍(即2x)。

圖5所示實施例中的穩壓二極體dz1～dz3，可以選擇齊納二極體。圖5所示實施例中的二極體dx1～dx3，可以選擇快恢復二極體。圖5所示實施例中的晶片a1～a3，全部是光電耦合隔離器件(簡稱光耦器件)，可以選擇hcpl-2300等高性能光耦器件。圖5所示實施例中的晶片a4～a6，均為反相跟隨器，可以選擇六路cmos反相跟隨器cd4049。圖5所示實施例中的位置信號傳輸光纜4，可以選擇62.5μm/125μm單芯多模光纖。

圖6所示實施例中的晶片op1～op3，全部是發送光纖頭，可以選擇的型號很多，如hfbr-1412ptz、hfbr-1412pz、hfbr-1412tmz、hfbr-1412z、hfbr-1414pz、hfbr-1414mz和hfbr-1414tz等。

圖7所示實施例中的晶片op4～op6，全部是接收光纖頭，可以選擇的型號很多，如hfbr-2412tcz、hfbr-2412tz、hfbr-2412z、hfbr-2412tc和hfbr-2412t等。圖7所示實施例中的位置數據採集電路5-2，用於獲取反應待測運動體位置的電信號和判斷運動方向，經過計算得到待測運動體的運動參數。因此，它可以採用專門的數據採集電路，如ni公司儀表生產的多功能數據採集設備，也可採用高檔單片機或者arm晶片或者dsp晶片等構建的數據採集板卡。

如圖8所述，表示本發明測試系統的待測運動體與敏感體之間的另外一種布置方式以及敏感體的結構示意圖。它可以根據需要，在待測運動體上面以間距為f參數、均勻布置n個相同尺寸敏感體1-2，即敏感體1-2-1、敏感體1-2-2、……敏感體1-2-n，為了確保傳感器可靠感應到每一個敏感體1-2，本發明要求相鄰敏感體1-2之間的中心間距f參數，必須大於等於渦流接近開關的探測距離x，即f≥x。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。