[發(fā)明專利]一種LVDT信號解調(diào)電路的快速校準(zhǔn)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610122724.2
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105758438A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樹秀志;張弛;陳林;黃祖丹;胡海英;梁瓊花;徐燕;江濤;張翔;譚磊;殷曉華;張梅梅;武琳;張亞雄
• 申請（專利權(quán)）人: 江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01B7/02
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LVDT信號解調(diào)電路的快速校準(zhǔn)裝置，實(shí)現(xiàn)LVDT信號解調(diào)電路的快速校準(zhǔn)。

背景技術(shù)

LVDT(線性變化差分變壓器)是一種用于位置測量的通用器件,具備測量線性范圍大、運(yùn)動無接觸、可靠性高、耐污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于伺服、數(shù)控、航空等領(lǐng)域。在實(shí)際使用中，LVDT輸出信號為交流差分信號，無法直接進(jìn)行采集處理，通常采用解調(diào)電路將交流電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕c位置成正比的直流電壓信號。由于LVDT采用無摩擦測量方式，使其理論上具有無限分辨率和無限機(jī)械壽命，所以解調(diào)電路的分辨率往往決定了LVDT真實(shí)的使用分辨率，對解調(diào)電路進(jìn)行精確校準(zhǔn)也成為LVDT位移測量系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。

目前，國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)LVDT信號解調(diào)電路校準(zhǔn)的方法主要有以下幾種:

1）采用高精度測量儀器逐點(diǎn)測量元器件參數(shù)值，與設(shè)計(jì)理論值對比；

2）利用2路D/A轉(zhuǎn)換器，生成2路標(biāo)準(zhǔn)LVDT副線圈信號，將信號注入待檢測LVDT信號解調(diào)電路，輸出解調(diào)后電壓值，利用高精度電壓測量儀器測量該電壓值，與理論值對比；

3）利用信號發(fā)生器件和2路雙通道運(yùn)算放大器（簡稱運(yùn)放），利用2個電位計(jì)對運(yùn)放調(diào)參，生成2路標(biāo)準(zhǔn)LVDT副線圈信號，利用高精度電壓測量儀器測量解調(diào)后電壓值，與理論值對比。

上述的3種方法中方法1無法實(shí)現(xiàn)自動化且校準(zhǔn)過程復(fù)雜，方法2難以解決相位同步問題，方法3調(diào)節(jié)電位計(jì)導(dǎo)致解調(diào)過程復(fù)雜、可靠性非常差。

發(fā)明內(nèi)容

由圖1可知LVDT是一款機(jī)電產(chǎn)品,其工作方式是當(dāng)鐵芯由中間向兩邊移動時(shí),兩個次級線圈輸出的電壓之差與鐵芯移動成線性關(guān)系，兩個次級線圈輸出的電壓之和為一常數(shù)。本發(fā)明在前述方法3的基礎(chǔ)上作改進(jìn)，提供一種LVDT信號解調(diào)電路的快速校準(zhǔn)裝置。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種LVDT信號解調(diào)電路的快速校準(zhǔn)裝置，包括DDS（直接數(shù)字式頻率合成器）、雙通道運(yùn)算放大器、波段開關(guān)、調(diào)參電阻、采集終端、顯示終端，DDS連接雙通道運(yùn)算放大器，雙通道運(yùn)算放大器連接待檢測解調(diào)電路，待檢測解調(diào)電路連接采集終端，采集終端連接顯示終端，雙通道運(yùn)算放大器連接波段開關(guān)，波段開關(guān)連接調(diào)參電阻。

更具體地，選用6組定值電阻作為雙通道運(yùn)算放大器的調(diào)參電阻。

本發(fā)明的技術(shù)效果：由圖1可知鐵芯的運(yùn)動不超過線圈機(jī)構(gòu)范圍內(nèi)時(shí),LVDT輸出具有很高的線性度，校準(zhǔn)時(shí)只需選取一組典型值（一般涵蓋LVDT最大輸出電壓和零位電壓）進(jìn)行測量即可滿足校準(zhǔn)需求。因此使用高精度定值電阻取代電位計(jì)，解決了方法3校準(zhǔn)精度差、可靠性差以及調(diào)節(jié)電位計(jì)帶來的校準(zhǔn)過程復(fù)雜的問題。

附圖說明

圖1是LVDT直流輸出特性圖。

圖2是本發(fā)明的原理圖。

圖3為本發(fā)明電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，一種LVDT信號解調(diào)電路的快速校準(zhǔn)裝置，包括DDS1、雙通道運(yùn)算放大器2、波段開關(guān)、調(diào)參電阻、采集終端、顯示終端，DDS1連接雙通道運(yùn)算放大器2，雙通道運(yùn)算放大器2連接待檢測解調(diào)電路3，待檢測解調(diào)電路3連接采集終端4，采集終端4連接顯示終端5，雙通道運(yùn)算放大器2連接波段開關(guān)7，波段開關(guān)7連接調(diào)參電阻6，選用6組定值電阻作為雙通道運(yùn)算放大器2的調(diào)參電阻6。

選用1組DDS1（直接數(shù)字式頻率合成器）產(chǎn)生2路幅值相同、相位差180°的標(biāo)準(zhǔn)正弦信號，利用1個雙通道運(yùn)算放大器2分別將2組正弦信號作放大處理。選用6組定值電阻作為運(yùn)放的調(diào)參電阻6，通過波段開關(guān)7切換定值電阻實(shí)現(xiàn)對典型值的精確快速測量。

本裝置DDS1選用AD公司的AD9834。AD9834是一款75MHz、低功耗DDS器件，能夠產(chǎn)生高性能正弦波和三角波輸出。AD9834提供相位調(diào)制和頻率調(diào)制功能。頻率寄存器為28位；時(shí)鐘速率為1MHz時(shí)，AD9834可以實(shí)現(xiàn)0.004Hz的分辨率。當(dāng)供電電壓為3V時(shí)，其功耗僅為20mW，非常適合模擬LVDT標(biāo)準(zhǔn)信號。

本裝置雙通道運(yùn)算放大器2選用LM148J。LM148J是一款通用性軍品級高品質(zhì)雙通道運(yùn)算放大器，適用于該系統(tǒng)。