[發(fā)明專利]用于電感式位移傳感器特別是用于觸摸板的檢測器電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710176393.5
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107228618B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·蓋斯薩斯
• 申請（專利權(quán)）人: 斯沃奇集團研究和開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01D5/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

本發(fā)明涉及一種用于檢測電感式位移傳感器(CP)的磁路的電感(Lx)的變化的電路(CD)，其中所述檢測器電路(CD)包括：第一觸發(fā)器(BD1)，其被布置為提供第一信號(U1)以將線圈(BN)充電到閾值電流，該第一信號(U1)包括具有必要的和足夠的持續(xù)時間(tpw1)的電壓脈沖(IP1)，其中第一信號(U1)被施加到線圈(BN)的第一端子；脈沖發(fā)生器(GP)，其被配置為提供包括參考脈沖(IP4)的參考信號(U4)；時鐘信號發(fā)生器(GH)，其被布置為周期性地并且同時地觸發(fā)充電脈沖(IP1)和參考脈沖(IP4)；第二觸發(fā)器(BD2)，其被布置為生成在參考脈沖(IP4)的后沿上取得第一信號(U1)的狀態(tài)的輸出信號(U5)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電感式位移傳感器的檢測器電路。

背景技術(shù)

這種傳感器例如用于檢測游泳者對被稱為觸摸板的用于游泳比賽的計時系統(tǒng)的板的壓力。該類型的板被固定到游泳池的終點壁上，并且游泳者對觸摸板的壓力使得板更靠近壁。當傳感器檢測到該靠近運動時，測量游泳者時間的計時器停止或記錄中間時間。

電感式位移傳感器通常包括由檢測器電路提供的高頻交流電流激勵的線圈。導電或鐵磁的部分與線圈的接近導致在由線圈、部分和將它們分開的空氣間隙形成的磁路內(nèi)的損耗，或/和改變線圈的電感。電路中的損耗的測量或該電感中的變化的測量因此允許識別出部分相對于線圈的位移。

該類型的檢測器電路的缺點在于在那里電流持續(xù)被消耗。因此，需要一種較低消耗的檢測器電路，其允許指示已超過磁路中的損耗閾值或其電感(閾值對應于例如游泳者對觸摸板的壓力)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是響應上面提出的需要。

為此，本發(fā)明涉及一種用于檢測電感式位移傳感器的磁路的電感變化的電路，其中檢測器電路包括：

·第一觸發(fā)器(flip flop)，其被布置為提供第一信號以將線圈充電到閾值電流，該第一信號包括具有必要的和足夠的持續(xù)時間的電壓脈沖，其中第一信號被施加到線圈的第一端子；

·脈沖發(fā)生器，其被配置為提供包括參考脈沖的參考信號；

·時鐘信號發(fā)生器，其被布置為周期性地并且同時地觸發(fā)充電脈沖和參考脈沖；

·第二觸發(fā)器，其被布置為生成在參考脈沖的后沿上取得第一信號的狀態(tài)的輸出信號。

在已知的方式中，電感式位移傳感器，更確切地說，可變電感的位移傳感器包括集成線圈的固定鐵磁部分。當相對于固定部分可移動的鐵磁部分靠近固定部分放置時，包括與空氣間隙串聯(lián)的固定部分和可移動部分的磁路閉合。磁路的磁阻等于由固定(f)部分、可移動(m)部分和空氣間隙(e)形成的段(segment)的磁阻之和，即L_f/μ₀μ_fS_f+L_m/μ₀μ_mS_m+L_e/μ₀S_e,，其中L表示磁路段的長度，μ為其相對磁導率，S為其截面，并且μ₀為真空的磁導率。因此可以理解，磁路的磁阻與空氣間隙的長度(即可移動部分和固定部分之間的間距)成比例地變化。空氣間隙越短，磁路的磁阻越低，而線圈的電感越高。

根據(jù)本發(fā)明并且與現(xiàn)有技術(shù)的實踐相反，線圈不被高頻交流電流激勵，而是由充電脈沖串激勵。更確切地說，通過第一觸發(fā)器BD1周期性地向放置在可變磁阻磁路中的線圈施加電壓。在將該電壓施加到線圈的時刻，線圈中的電流以給定的速率開始增加，其中表示磁路的磁阻，U表示施加的電壓，并且N表示線圈匝數(shù)。

電感越高，達到固定電流值所需的充電脈沖的持續(xù)時間將越長，反之亦然。