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磁致伸縮E+E位移傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
磁致伸縮直線E+E位移傳感器是利用磁致伸縮材料的磁致伸縮效應(yīng)及其逆效應(yīng)實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量的一種非接觸式E+E位移傳感器。它有非接觸、精度高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性可靠、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、成本適中等眾多優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛應(yīng)用于石油、化工、水利、飲料、航空、船舶等行業(yè)的各種罐儲(chǔ)的液位測(cè)量系統(tǒng)中，另外在機(jī)床、液壓控制等位移測(cè)量中也有廣泛應(yīng)用。

磁致伸縮E+E位移傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
首先介紹了磁致伸縮直線E+E位移傳感器的測(cè)量原理。然后對(duì)傳感器中的運(yùn)用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了原理的分析和實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化。在激勵(lì)脈沖發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)中，提出了一種低成本、低功耗同時(shí)又兼顧脈沖質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)方案，特別是把脈沖的幅值提高到了60V。磁致伸縮E+E位移傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及信號(hào)特點(diǎn),利用單片機(jī)對(duì)位移進(jìn)行精確的測(cè)量,并對(duì)磁致伸縮E+E位移傳感器的輸出模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理,得到準(zhǔn)確的數(shù)字信號(hào),使得磁致伸縮E+E位移傳感器操作簡(jiǎn)單、互換性好、有效傳遞數(shù)據(jù)距離長(zhǎng)。在回波信號(hào)拾取裝置的設(shè)計(jì)中，先通過(guò)理論分析得出了影響拾取信號(hào)的因素，然后實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定了其中關(guān)鍵的參數(shù)。在計(jì)時(shí)裝置的設(shè)計(jì)中，提出了一種簡(jiǎn)單同時(shí)又滿足精度要求的計(jì)時(shí)方案。在功能模塊設(shè)計(jì)中，多種接口的信號(hào)輸出，使傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合更廣泛、通信更方便。一種基于SSI的磁致伸縮E+E位移傳感器測(cè)量系統(tǒng),重點(diǎn)介紹了測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和SSI接口時(shí)序。采用SSI接口作為磁致伸縮E+E位移傳感器的輸出方式,通過(guò)FPGA綜合管理和時(shí)序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多路SSI信號(hào)的測(cè)量,并可以通過(guò)PCI總線傳輸接口實(shí)現(xiàn)FPGA與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信。測(cè)試結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)方案穩(wěn)定、可靠,滿足測(cè)量系統(tǒng)性能指標(biāo)要求。在軟件設(shè)計(jì)中，對(duì)傳統(tǒng)的前后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，提出一種在8位處理器上實(shí)現(xiàn)捕獲消息多任務(wù)處理的軟件架構(gòu)，使得系統(tǒng)更簡(jiǎn)潔、可靠。在傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中，上位機(jī)PC采用LABVIEW語(yǔ)言設(shè)計(jì)了友好、方便的操作流程，并分析了傳感器的靜態(tài)特性。為了實(shí)現(xiàn)磁致伸縮E+E位移傳感器的低成本化,提出了一種基于MSP430單片機(jī)的電路方案,分析設(shè)計(jì)了脈沖功率放大、信號(hào)放大與整形、時(shí)間測(cè)量、傳感器輸出接口等電路模塊。磁致伸縮效應(yīng)的特性,以及高精度時(shí)間測(cè)量電子電路的實(shí)現(xiàn),保證了傳感器的測(cè)量精度。電路系統(tǒng)各部分信號(hào)的實(shí)驗(yàn)波形和測(cè)試數(shù)據(jù)表明,傳感器具有較高的整體性能,為傳感器的低成本產(chǎn)品化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

磁致伸縮E+E位移傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
磁致伸縮直線E+E位移傳感器的測(cè)量原理,對(duì)傳感器中的關(guān)鍵電路進(jìn)行了優(yōu)化。在激勵(lì)脈沖發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)中,提出了一種低成本、低功耗且兼顧脈沖質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)方案。在回波信號(hào)拾取裝置的設(shè)計(jì)中,確定了其中關(guān)鍵參數(shù)。在計(jì)時(shí)裝置的設(shè)計(jì)中,提出了一種簡(jiǎn)單同時(shí)滿足精度要求的計(jì)時(shí)方案。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的傳感器具有很好的靜態(tài)特性,且具有低成本、低功耗、多接口等優(yōu)點(diǎn)。