電感調頻式智能數碼位移傳感器的製作方法

2023-10-19 22:37:37 1

專利名稱：電感調頻式智能數碼位移傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及傳感器技術領域，特別涉及電感式位移傳感器的技術改進與創新
背景技術：
電感式位移傳感器是根據可導磁的活動杆件在線圈內產生相對運動是線圈的電感與位移成一定比例關係而製作的一種位移傳感器。由於其精度高、穩定性好，在機械、水利水電、鐵路、交通、建築等領域均得到了廣泛應用，但現有的電感位移傳感器具有如下缺點1、傳感器直接輸出電感L，而電感L與輸出線長有關，二次儀表所測電感並非線圈電感的真實結果，具有一定的測量誤差；2、傳感器輸出的參數是線圈電感L，還需要根據標定曲線換算才能得出位移量，因而測試速度慢，對測試人員的技術要求高；3、當傳感器被大量埋設在工程結構中所長期質量監控期間，當發生傳感器線頭汙損或斷線而造成傳感器編號丟失時，所測量的數據因無法確定其埋設位置而成了無效數據。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種與電纜長度、周圍環境等無關的、能直接顯示位移量的電感調頻式位移傳感器。
本發明採用的技術方案是它包括密封殼體及殼體內設置的電感線圈、活動杆和數據處理電路，所述數據處理電路包括電容器、定時器、單片機晶片、串行儲存器晶片、串行接口晶片等；所述活動杆插入電感線圈內，是可在電感線圈內作相對運動的導磁金屬杆，所述電感線圈為電感量L能隨活動杆的移動而改變的金屬線圈，其兩端分別與數據處理電路相連接。
本發明的有益效果是1、本發明通過電容C和定時器將電感量L在傳感器內轉換為頻率信號，使得測量結果與輸出電纜長度無關，提高了測量精度和長期穩定性，適合作遠距離傳輸；2、經過單片機等的數值換算處理，傳感器可直接輸出位移量，直接顯示傳感器編號及技術參數及測量環境參數等，免去了工人計算的麻煩；3、傳感器的編號、標定參數等記錄被永久地存儲在傳感器的存儲器晶片中，並可在每次測量時自動保存250次已測參數，如測量時間、測點溫度、零點參數、位移值等。因此，即使傳感器的傳輸線電纜斷損，只要重新接通又可從傳感器中調出原始及歷史測試數據並恢復新的測試。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1為本發明實施例的結構原理框圖；圖2為本發明實施例的電路原理圖。
其中1、活動杆 2、密封殼體2、線圈 4、電容器5、定時器 6、單片機晶片7、串行存儲器晶片 8、串行接口晶片具體實施方案如圖1、2所示，本發明實施例的具體結構為它包括密封殼體2及密封在殼體2內的電感線圈3、活動杆1和設置在密封殼體外、與電感線圈3相連的數據處理電路，所述數據處理電路包括電容器4、定時器5、單片機晶片6、串行儲存器晶片7、串行接口晶片8等；所述活動杆2插入電感線圈3內，是可在電感線圈3內作相對運動的導磁的金屬杆，電感線圈3為電感量L隨活動杆的移動而改變金屬線圈，其兩端分別與電容器4相連，再與定時電路的輸入端並聯，定時電路的輸出端再與單片機晶片6的I/O接口連接，單片機晶片6的讀/寫接口SDA、SCL腳與串行存儲器晶片7相連接，單片機晶片6的RXD、TXD腳與串行接口晶片8連接；其中由電容器4與電感線圈3、定時器5組成一個振蕩電路，輸出一個頻率與電感量L成正比的方形波信號，該方形波信號與單片機晶片6的I/O相連接，單片機晶片6通過一定程序計算該方形波信號的頻率，串行存儲器晶片7以存取口與單片機晶片6的讀/寫接口相連接，接收來自單片機的讀/寫指令，存儲或調出數值信號，串行接口晶片8以控制口與單片機芯6的串行接口相連接，接收來自單片機晶片6的讀/寫指令，通過收發口外送串行信號或接收外來串行指令。
所述單片機晶片6採用MCS-51系列單片機晶片；所述串行儲存器晶片7是24C64電可寫只讀存儲器；所述串行接口晶片8是RS232本發明的工作原理是定時電路5輸出頻率與電感量L成比例關係的方形波信號並連接到單片機晶片的I/O口，MCS51系列單片機檢測來自定時器的方形波信號的頻率進行一定的邏輯與數值計算，求出位移值；24C64電可寫只讀存儲器7以存取口與MCS51單片機晶片6的讀/寫口SDA、SCL腳相連接，按照來自單片機晶片6的讀/寫指令，儲存或調出數值信號，RS232型串行接口晶片8以控制口與MCS51單片機晶片6的數據讀寫命令，實施數值信號與串行信號的轉換，並通過其收發口S1、S2外送串行信號或接受外來串行指令。所述的電感調頻式智能數碼位移傳感器還引出兩根信號線S1、S2與兩根電源線P1、P2，其中P1與地線GND相連接，P2與各單元電路的電源線VCC。
權利要求
1.一種電感調頻式智能數碼位移傳感器，其特徵在於它包括密封殼體(2)及密封在殼體(2)內電感線圈(3)、活動杆(1)、數據處理電路；所述數據處理電路包括電容器(4)、定時器(5)、單片機晶片(6)、串行儲存器晶片(7)、串行接口晶片(8)等；所述活動杆(1)插入電感線圈(3)內，它是可在電感線圈(3)內作相對運動的導磁金屬杆，所述電感線圈(3)為電感量L能隨活動杆(1)的移動而改變的金屬線圈，其兩端分別與數據處理電路相連接。
2.根據權利要求1所述的電感調頻式智能數碼位移傳感器，其特徵在於電感線圈(3)的兩端與電容器(4)連接，再與定時器(5)的輸入端並聯；電容器(4)與電感線圈(3)、定時器(5)組成一個振蕩電路，通過單片機晶片(6)的I/O口向單片機晶片(6)輸出一個頻率與電感量L成正比的方形波信號；定時電路(5)的輸出端與單片機晶片(6)的I/O接口連接相連，單片機晶片(6)的讀/寫接口SDA、SCL腳與串行存儲器晶片(7)的存取口相連接；單片機晶片(6)的RXD、TXD腳與串行接口晶片(8)的控制口連接。
3.根據權利要求1或2所述的電感調頻式智能數碼位移傳感器，其特徵在於所述單片機晶片(6)採用MCS-51系列單片機晶片；所述串行儲存器晶片(7)採用24C64電可寫只讀存儲器；所述串行接口晶片(8)為RS232。
4.根據權利要求1所述的電感調頻式智能數碼位移傳感器，其特徵在於在密封殼體(2)上設有包括兩根信號線S1、S2和兩根電源線P1、P2的電纜。
全文摘要
本發明涉及電感調頻式智能數碼位移傳感器，包括密封殼體及殼體內設置的電感線圈、活動杆和數據處理電路，所述數據處理電路包括電容器、定時器、單片機晶片、串行儲存器晶片、串行接口晶片等；所述活動杆插入電感線圈內，是可在電感線圈內作相對運動的導磁金屬杆，所述電感線圈為電感量L能隨活動杆的移動而變的金屬線圈，其兩端分別與數據處理電路相連接。本發明的優點是測量結果與輸出電纜長度無關，精度高、穩定性好，適合遠距離傳輸；可直接輸出位移量，直接顯示傳感器編號、技術參數及測量環境參數；傳感器的編號、標定參數等記錄被永久地存儲在存儲器晶片中，並可在每次測量時自動保存250次已測參數。
文檔編號G01B7/02GK1560559SQ20041002289
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月16日 優先權日2004年2月16日
發明者楊金喜, 劉克明 申請人:長沙金碼高科技實業有限公司