[發明專利]一種大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201210127982.1
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102645152A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 車紅昆;龔大成
• 申請（專利權）人: 南京西巨電子技術有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，所述裝置包括：激勵模塊、檢波模塊、信號放大模塊、信號整形模塊、中央控制模塊、計數模塊、游標磁體、外部電氣接口，其特征在于：所述裝置還包括長度為5到41米的波導絲，所述波導絲安裝在保護外殼內；所述檢波模塊分為第一檢波模塊和第二檢波模塊，分別位于波導絲的首端和末端，所述信號放大模塊分為第一信號放大模塊和第二信號放大模塊，所述信號整形模塊分為第一信號整形模塊和第二信號整形模塊，所述計數模塊分為第一計數模塊和第二技術模塊，且上述模塊組成兩組結構相同的獨立信號鏈路，信號鏈路連接方式為“第一檢波模塊→第一信號放大模塊→第一信號整形模塊→第一計數模塊”和“第二檢波模塊→第二信號放大模塊→第二信號整形模塊→第二計數模塊”；所述中央控制模塊分別與計數模塊、外部電氣接口雙向通信，所述中央控制模塊向激勵模塊單向通信，所述激勵模塊向波導絲單向驅動。

2.如權利要求1所述的大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，其特征在于：所述保護外殼為直線型或者軟管，所述保護外殼的材質為鋁或者不銹鋼。

3.如權利要求1所述的大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，其特征在于：所述中央控制模塊是PLD、或CPLD、或FPGA、或單片機、或基于ARM的處理器、或基于PowerPC的處理器、或基于MIPS的處理器。

4.如權利要求1所述的大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，其特征在于：所述激勵模塊內包括大功率晶體管或者場效應管、和高壓大電容。

5.如權利要求1所述的大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，其特征在于：信號放大模塊包括前置級的儀表放大器、帶通濾波器和后置級低噪聲運算放大器。

6.如權利要求1所述的大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，其特征在于：信號整形模塊包括比較器和單穩態。

7.如權利要求1所述的大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置，其特征在于：外部電氣接口形式為：模擬輸出時，為4-20mA、0-20mA電流直流輸出，或者是0-10V、0-5V、-10-10V電壓直流輸出；數字輸出時，為SSI、Strat/Stop、PROFIBUS-DP、CANopen總線，或者為串行同步接口數字輸出。

8.一種大量程的磁致伸縮位移傳感器裝置的實現方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：中央控制模塊通知激勵模塊發出周期性的激勵信號，并且與此同時中央控制模塊分別向第一計數模塊和第二技術模塊發出信號，開啟計數功能；

步驟二：激勵模塊發出的激勵脈沖信號在波導絲圓周方向產生瞬時磁場；

步驟三：步驟二所述磁場與游標磁體的偏置磁場疊加，并在波導絲上形成魏德曼效應，產生瞬變的脈沖機械波，所述脈沖機械波沿波導絲向波導絲的首端和末端傳播；

步驟四：到達波導絲的首端和末端的脈沖機械波信號分別為該位置的第一檢波模塊和第二檢波模塊接收并轉化為兩路微弱電信號；

步驟五：所述兩路微弱電信號，一路經第一信號放大模塊和第一信號整形模塊，另一路經第二信號放大模塊和第二信號整形模塊，形成方波信號后，分別輸入第一計數模塊和第二技術模塊；

步驟六：接收到方波信號后，第一計數模塊和第二技術模塊分別向中央控制模塊輸入計數結果n和m；

步驟七：中央控制模塊比較n和m，若n小于m則以n來計算游標磁體相對于傳感器首端第一檢波模塊的位移值，若m小于n則以n來計算游標磁體相對于傳感器末端第二檢波模塊的位移值；

步驟八：根據傳感器中首端第一檢波模塊和末端第二檢波模塊在傳感器中的安裝位置，中央控制模塊對步驟七的計算結果進行標定，換算成游標磁體相對傳感器安裝面的位移值；

步驟九：根據步驟八的計算結果，中央控制模塊向外部電氣接口輸出位移信號。