[發(fā)明專利]位移傳感器及位移傳感器測量位移的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210170147.6
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102679859A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新軍;余佳鑫;陸庭鍇;馮卓照;賈宇輝;郭偉文;仲兆峰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州日濱科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動化控制領(lǐng)域，特別是涉及一種位移傳感器及一種位移傳感器測量位移的方法。

背景技術(shù)

目前，我國煤炭、化工、石油、冶金等領(lǐng)域設(shè)備多采用位移傳感器或行程傳感器以實現(xiàn)設(shè)備自動化控制，提高生產(chǎn)效率。然而當(dāng)前市場中傳統(tǒng)的位移傳感器多采用干簧管電阻分壓式，通過觸發(fā)不同干簧管得到相對應(yīng)輸出電壓或電流來判斷位置。干簧管在震動劇烈環(huán)境中易碎，開關(guān)易抖動，長期使用易吸合，從而導(dǎo)致整根傳感器報廢，不易發(fā)揮系統(tǒng)的最優(yōu)性能，且易引發(fā)事故。出于某些工業(yè)領(lǐng)域的安全及節(jié)能要求，對功耗要求極為嚴格。采用干簧管實現(xiàn)的行程傳感器輸出不可調(diào)節(jié)，精度相對較差，這些都是由于干簧管自身的體積較大，安裝密度不能很高，因此位移傳感器的分辨率也相對較差。

基于霍爾效應(yīng)實現(xiàn)的位移傳感器，功耗大，價格成本高，性價比差，不適于規(guī)模生產(chǎn)制造。采用磁致伸縮技術(shù)設(shè)計的位移傳感器雖然精度很高，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造成本相對較高，價格昂貴。

出于成本、體積、性能、功耗及生產(chǎn)工藝等多方面考慮，在位移傳感器結(jié)構(gòu)不易改進的前提下，一般勵磁機構(gòu)在外，檢測模塊在內(nèi)，新方法和原理不易應(yīng)用，從而增加了產(chǎn)品設(shè)計難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種位移傳感器及位移傳感器測量位移的方法，其位移傳感器制造成本低、工藝簡單，性能穩(wěn)定、功耗低，其測量方法設(shè)計簡單、構(gòu)思巧妙。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種位移傳感器，包括磁阻開關(guān)陣列模塊、并行/串行模塊、微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運算放大器、位移磁體，所述磁阻開關(guān)陣列模塊包括按照預(yù)設(shè)間隔成直線分布的磁阻開關(guān)，所述位移磁體的移動方向和所述磁阻開關(guān)的分布方向相匹配，各磁阻開關(guān)依次連接所述并行/串行模塊的并行接口，所述并行/串行模塊的串行接口與所述微處理器連接，所述微處理器還依次連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器、所述運算放大器；所述微處理器通過并行/串行模塊獲取磁阻開關(guān)陣列模塊中的各個磁阻開關(guān)的狀態(tài)信息，根據(jù)各個磁阻開關(guān)的狀態(tài)信息判斷得到位移磁體的相對位置信息，并通過控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出模擬信號，所述運算放大器將所述模擬信號進行放大，并調(diào)整至電平信號的預(yù)設(shè)范圍。

依據(jù)上述本發(fā)明的方案，本發(fā)明的位移傳感器是基于磁阻開關(guān)陣列的，磁阻開關(guān)陣列在受位移磁體的磁場作用時會改變狀態(tài)，微處理器通過并行/串行模塊獲取各磁阻開關(guān)的狀態(tài)信息，而后根據(jù)各磁阻開關(guān)的狀態(tài)信息判斷磁體的相對位移，并將位移轉(zhuǎn)換為數(shù)值，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號，最后送至運算放大電路調(diào)整至對應(yīng)電壓信號并輸出，實現(xiàn)位移與電壓一一對應(yīng)關(guān)系，本發(fā)明可大大縮減產(chǎn)品制造成本、生產(chǎn)工藝簡單，有效改善產(chǎn)品成品率，提高生產(chǎn)效率。

一種位移傳感器測量位移的方法，所述位移傳感器包括磁阻開關(guān)陣列模塊、并行/串行模塊、微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運算放大器、位移磁體，所述磁阻開關(guān)陣列模塊包括按照預(yù)設(shè)間隔成直線分布的磁阻開關(guān)，所述位移磁體的移動方向和所述磁阻開關(guān)的分布方向相匹配，各磁阻開關(guān)依次連接所述并行/串行模塊的并行接口，所述并行/串行模塊的串行接口與所述微處理器連接，所述微處理器還依次連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器、所述運算放大器；

所述位移傳感器測量位移的方法包括如下步驟：

所述微處理器向所述并行/串行模塊發(fā)送第一控制信號；

所述并行/串行模塊接收到第一控制信號后，將各磁阻開關(guān)的當(dāng)前的狀態(tài)信息載入并鎖存在并行/串行模塊中；

所述微處理器讀取鎖存在并行/串行模塊中的各磁阻開關(guān)的狀態(tài)信息，并將讀取到的信息存儲在微處理器；

所述微處理器根據(jù)所述磁阻開關(guān)的狀態(tài)信息計算位移磁體的位置信息。

依據(jù)上述本發(fā)明的方案，磁阻開關(guān)陣列在受位移磁體的磁場作用時會改變狀態(tài)，所述微處理器通過并行/串行模塊獲取各磁阻開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)信息，并根據(jù)各磁阻開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)信息計算位移磁體的位置信息，本發(fā)明的位移傳感器測量位移的方法設(shè)計簡單，構(gòu)思巧妙。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的位移傳感器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1中的磁阻開關(guān)陣列模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為位移磁體引起磁阻開關(guān)陣列狀態(tài)變化示意圖；

圖4為一實施例的磁阻開關(guān)陣列模塊、并行/串行模塊、微處理器的結(jié)構(gòu)及連接示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的位移傳感器測量位移的方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明進行詳細闡述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。