专利名称：用于磁致伸缩位移传感器的信号检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号检测电路的技术，特别是涉及一种用于磁致伸縮位移传感器的信
号检测电路的技术。
背景技术：
磁致伸縮位移传感器是一种通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环 的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的非接触测量器具，具有高分辨率，高线性度， 绝对量位置信号输出和防护等级高(IP69)等显著优点，可以满足绝大多数生产现场的需 求。 磁致伸縮位移传感器都由信号检测电路(内置波导丝)和永久磁铁组成。当信号
检测电路中的脉冲发生器产生的电脉冲沿波导丝传递时，电脉冲会同时伴随产生一个垂直
于波导丝的环形磁场以光速沿波导丝传递；当电脉冲环形磁场与永久磁铁固有磁场相遇，
二者的磁场矢量相叠加形成螺旋磁场，产生瞬时扭力并在波导丝上形成一个机械扭力波以
声速传递并被传感器一端的感应线圈拾取，使线圈两端产生感应脉冲。通过测量激励电脉
冲与扭力波返回产生的感应脉冲之间的时间差，就可以精确地计算出永久磁铁的位置。 但是，现有磁致伸縮位移传感器的信号检测电路结构都比较简单，对传感器中微
弱电信号的放大水平较低，不能使波导丝产生最优扭转波信号，因此不能保证模拟信号的
信噪比和稳定性，而且现有磁致伸縮位移传感器的信号检测电路对高速信号的检测精度也
较低，上述原因使得现有磁致伸縮位移传感器具有稳定性差、检测精度低及抗干扰能力差
的缺点。

发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性
好、检测精度高、抗干扰能力强的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路。 为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种用于磁致伸縮位移传感器的信号检
测电路，所述磁致伸縮位移传感器包括永久磁铁，其特征在于，该电路包括 输出单元，用于输出永久磁铁的位置信息； 微控制器，设有脉冲信号输出端、数据输入端和数据输出端，用于计算永久磁铁的 位置，并通过其数据输出端连接并输出计算结果至输出单元； 信号激励脉冲单元，包括推挽式功率放大器和波导丝；所述微控制器经其脉冲信 号输出端、推挽式功率放大器连接并输出周期窄脉冲信号至波导丝的两端，使波导丝在所 述永久磁铁的位置产生扭转波信号； 信号放大及处理单元，包括用于拾取波导丝的扭转波信号的感应线圈、放大整形 器、单稳态触发器和RS触发器；所述RS触发器设有信号输出端、第一输入端和第二输入端； 所述感应线圈感应连接波导丝，其两端经放大整形器连接并输出感应信号至RS触发器的 第一输入端；所述微控制器经其脉冲信号输出端、单稳态触发器连接并输出经延时处理的周期窄脉冲信号至RS触发器的第二输入端； 时间测量单元，包括用于产生高频振荡信号的高频信号发生器和外接计数器，所 述高频信号发生器连接并输出高频脉冲信号至外接计数器，所述RS触发器经其信号输出 端连接并控制外接计数器对高频脉冲信号进行计数；所述外接计数器连接并输出计数结果 至微控制器的数据输入端； 电源模块，连接各单元，用于向各单元供电。 进一步的，所述微控制器设有控制信号输出端，所述推挽式功率放大器设有信号 输入端、控制信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端，其信号输入端连接微控制器 的脉冲信号输出端，其控制信号输入端连接微控制器的控制信号输出端，所述微控制器经 其控制信号输出端控制推挽式功率放大器的打开和关闭；所述波导丝的两端分别为第一加 载端和第二加载端，所述推挽式功率放大器的第一信号输出端连接波导丝的第一加载端， 其第二信号输出端连接波导丝的第二加载端。 进一步的，所述放大整形器包括第一级放大芯片、第二级放大芯片和比较器；所述 第一级放大芯片设有同向输入端、反向输入端、两个增益控制端和信号输出端，所述第二级 放大芯片设有同向输入端、反向输入端和信号输出端，所述比较器设有同向输入端、反向输 入端和信号输出端； 所述第一级放大芯片的同向输入端和反向输入端分别连接感应线圈的两端，而且
其同向输入端和反向输入端之间接有由一个电容及两个二极管并接而成的滤波回路，用于
输入信号滤波和输入保护；第一级放大芯片的两个增益控制端之间接有一个用于控制和调
节其增益的电位器，其信号输出端经一电阻接至第二级放大芯片的同向输入端； 所述第二级放大芯片的反向输入端经一用于控制和调节其增益的电阻连接其信
号输出端，其信号输出端经一电阻接至比较器的同向输入端； 所述比较器的反向输入端连接正电源，并经一稳压管接到模拟地；其信号输出端 经一上拉电阻连接正电源，并接至RS触发器的第一输入端； 所述单稳态触发器设有输入端、输出端和两个延时控制端，其输入端连接微控制 器的脉冲信号输出端，其输出端接至RS触发器的第二输入端，两个延时控制端之间接有一 电容，而且其中一个延时控制端经一电阻连接正电源，用于控制和调节延迟时间的长短。
进一步的，所述微控制器设有内置计数器，并设有连接其内置计数器的时钟输入
丄山
顺； 所述外接计数器设有第一控制端、第二控制端、时钟输入端、输出端、预制数端和 电源端；其第一控制端连接所述RS触发器的信号输出端，其时钟输入端连接高频信号发生 器，其第二控制端、预制数端和电源端相互连接，并经一电容耦合到数字地；所述电源模块 输出至少两种电压规格的电源，其中两种电压规格的电源各经一 电源选择电阻连接外接计 数器的电源端；所述外接计数器的输出端接到微控制器的数据输入端，其输出端有四个输 出管脚，其中三个为低位管脚，另一个为高位管脚，其高位管脚接到微控制器内置计数器的 时钟输入端； 所述输出单元包括数模转换芯片和运放芯片，所述数模转换芯片设有输入端、反 馈端和输出端，所述运放芯片设有同向输入端、反向输入端和输出端，所述数模转换芯片的 输入端连接微控制器的数据输出端，其输出端和反馈端相互连接，并经一电阻接到运放芯
5片的同向输入端；所述运放芯片的反向输入端经一电阻接到模拟地，并经一用于控制和调 节其增益的电位器接到其输出端。 本发明提供的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路，利用推挽式功率放大器 对微控制器输出的周期窄脉冲信号进行放大，通过调节推挽式功率放大器输出的激励脉冲 的宽度，可使波导丝产生最优的扭转波信号，从而在高增益的同时，最大程度保证了模拟信 号的信噪比和稳定性，为测量精度提供了保证；利用放大整形器对感应线圈输出的感应信 号进行放大及整形处理，并利用RS触发器控制计数器对高频脉冲信号进行计数，从而在高 精度快速测量的同时，屏蔽了错误信息可能产生的干扰；综上所述，本发明具有稳定性好、 检测精度高、抗干扰能力强的特点。


图1是本发明实施例的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路的结构框图；
图2是本发明实施例的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路的信号激励脉 冲单元的电路图； 图3是本发明实施例的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路的信号放大及 处理单元的电路图； 图4是本发明实施例的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路的输出单元、微 控制器和时间测量单元的电路图； 图5是本发明实施例的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路的电源模块的 电路图； 图6是本发明实施例的用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电路的信号激励脉 冲单元、信号放大及处理单元的各信号工作时序图。
具体实施例方式
以下结合

对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限 制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种用于磁致伸縮位移传感器的信号检测电 路，所述磁致伸縮位移传感器包括永久磁铁，其特征在于，该电路包括
输出单元106，用于输出永久磁铁的位置信息； 微控制器104，设有脉冲信号输出端、数据输入端和数据输出端，用于计算永久磁 铁的位置，并通过其数据输出端连接并输出计算结果至输出单元106 ; 信号激励脉冲单元IOI，包括推挽式功率放大器和波导丝；所述微控制器104经其 脉冲信号输出端、推挽式功率放大器连接并输出周期窄脉冲信号至波导丝的两端，使波导 丝在所述永久磁铁的位置产生扭转波信号； 信号放大及处理单元102，包括用于拾取波导丝的扭转波信号的感应线圈、放大整 形器、单稳态触发器和RS触发器；所述RS触发器设有信号输出端、第一输入端和第二输入 端；所述感应线圈感应连接波导丝，其两端经放大整形器连接并输出感应信号至RS触发器 的第一输入端；所述微控制器104经其脉冲信号输出端、单稳态触发器连接并输出经延时 处理的周期窄脉冲信号至RS触发器的第二输入端；
时间测量单元103，包括用于产生高频振荡信号的高频信号发生器和外接计数器， 所述高频信号发生器连接并输出高频脉冲信号至外接计数器，所述RS触发器经其信号输 出端连接并控制外接计数器对高频脉冲信号进行计数；所述外接计数器连接并输出计数结 果至微控制器104的数据输入端； 电源模块105，连接各单元，用于向各单元供电。 本发明实施例中，所述电源模块105输出四种电压规格的电源，分别为+15V电源、 +5V电源、+3. 5V电源和-12V电源； 如图2所示，所述微控制器104(参见图4)设有控制信号输出端(管脚13)，所述 推挽式功率放大器U4设有信号输入端(管脚2)、控制信号输入端(管脚1)、第一信号输 出端(管脚3)和第二信号输出端(管脚6)，其型号为L293NE，其信号输入端(管脚2)连 接微控制器104的脉冲信号输出端(管脚14)，其控制信号输入端(管脚1)连接微控制器 104的控制信号输出端(管脚13)，所述微控制器104经其控制信号输出端控制推挽式功率 放大器U4的打开和关闭；所述推挽式功率放大器U4的管脚中的4、5、12、13四个管脚直接 接模拟地，其管脚8连接电源模块所提供的+15V电源，并经两个去耦电容C7、C8接模拟地， 其管脚16连接电源模块所提供的+5V电源，并经两个去耦电容C9、 C10接模拟地；
所述波导丝的两端分别为第一加载端和第二加载端，所述推挽式功率放大器U4 的第一信号输出端(管脚3)经一二极管D3接模拟地，并经另一二极管D4连接+15V电源 及波导丝的第一加载端，其第二信号输出端(管脚6)经一二极管D2连接+15V电源，并经 一二极管Dl接模拟地及波导丝的第二加载端； 如图3所示，所述放大整形器包括第一级放大芯片U6、第二级放大芯片U7和比较 器U8;所述第一级放大芯片U6设有同向输入端(管脚3)、反向输入端(管脚2)、两个增益 控制端(管脚1、8)和信号输出端(管脚6)，其型号为INA111，所述第二级放大芯片U7设有 同向输入端(管脚3)、反向输入端(管脚2)和信号输出端(管脚1)，其型号为TL082IDR， 所述比较器U8设有同向输入端(管脚3)、反向输入端(管脚2)和信号输出端(管脚l)， 其型号为LM2903DR ; 所述第一级放大芯片U6的同向输入端(管脚3)和反向输入端(管脚2)分别连 接感应线圈J2的两端，而且其同向输入端(管脚3)和反向输入端(管脚2)之间接有由一 个电容C15及两个二极管D6、 D7并接而成的滤波回路，用于输入信号滤波和输入保护；第 一级放大芯片U6的两个增益控制端(管脚1、8)之间接有一个用于控制和调节其增益的电 位器W2，其信号输出端(管脚6)经一电阻R6接至第二级放大芯片U7的同向输入端(管 脚3);所述第一级放大芯片U6的管脚4连接-12V电源，并经两个电容C16、 C17耦合接模 拟地，其管脚7连接+15V电源，并经两个电容C19、 C18耦合接模拟地，其管脚5接模拟地；
所述第二级放大芯片U7的反向输入端(管脚2)经一电阻R8接到模拟地，并经一 用于控制和调节其增益的电阻R7连接其信号输出端(管脚1)，其信号输出端(管脚1)经 一电阻R9接至比较器U8的同向输入端(管脚3);其管脚4连接-12V电源，并经一 电容C20 耦合接模拟地；其管脚8连接+15V电源，并经一电容C21耦合接模拟地；
所述RS触发器由型号为74HC00的与非门U9构成，所述与非门U9的管脚6与管 脚22相连，管脚3与管脚5相连，其管脚4为RS触发器的第一输入端，管脚1为RS触发器 的第二输入端，管脚3为RS触发器的信号输出端，其管脚9、 10为第一反向输入端，管脚8为第一反向输出端，管脚12、13为第二反向输入端，管脚11为第二反向输出端滑脚14连 接+3. 5V电源，并经一电容C23耦合到数字地；管脚7接数字地； 所述比较器U8的反向输入端(管脚2)连接+5V电源，并经一稳压管D8接到模拟 地；其管脚4接模拟地，其管脚8连接+5V电源，并经一电容C22耦合接模拟地；其信号输出 端(管脚1)经一上拉电阻R10连接+5V电源，并经与非门U9的第一反向输入端(管脚9、 10)、第一反向输出端(管脚8)接至RS触发器的第一输入端； 所述单稳态触发器U10设有输入端(管脚1)、输出端(管脚13)和两个延时控制 端(管脚14、15)，其型号为74HC123，其输入端(管脚1)连接微控制器104(参见图4)的 脉冲信号输出端(管脚14)，其输出端(管脚13)经与非门U9的第二反向输入端(管脚12、 13)、第二反向输出端(管脚ll)接至RS触发器的第二输入端；单稳态触发器U10的管脚2、 3、 16连接+3. 5V电源，并经一电容C24耦合到数字地；其管脚8连到数字地；两个延时控制 端(管脚14、15)之间接有一电容C25，而且其中一个延时控制端(管脚15)经一电阻Rll 连接+3. 5V电源，用于控制和调节延迟时间的长短； 如图4所示，所述微控制器104采用TI公司生产的低功耗16位微处理器 MSP430F247，该微处理器设有内置计数器，并设有连接其内置计数器的时钟输入端(管脚 43); 所述外接计数器U11设有第一控制端(管脚7)、第二控制端(管脚10)、时钟输入 端(管脚2)、输出端、预制数端(管脚9)和电源端(管脚16)，其型号为74AC161 ;其第一 控制端(管脚7)连接所述RS触发器的信号输出端，其时钟输入端(管脚2)连接高频信号 发生器Q3的输出端(管脚3)，其第二控制端(管脚10)、预制数端(管脚9)和电源端(管 脚16)相互连接，并经一电容C27耦合到数字地；所述外接计数器Ull的电源端(管脚16) 经一电源选择电阻R13连接+5V电源，经另一电源选择电阻R12连接+3. 5V电源，电阻R13 和R12 —般为0电阻，当高频信号频率在80 lOOMHz时，由+5V电源供电，当高频信号频 率低于80MHz时，由+3. 5V电源供电，从而降低外接计数器Ull的功耗；所述外接计数器Ull 的输出端(管脚14、13、12、11)接到微控制器104的数据输入端(管脚44、45、46、47)，其 输出端有四个输出管脚，其中管脚14、13、12三个管脚为低位管脚，另一个管脚11为高位管 脚，其高位管脚11接到微控制器104内置计数器的时钟输入端(管脚43);所述外接计数 器Ull的管脚1接微控制器104的管脚36，管脚3、4、5、6、8接到数字地；高频信号发生器 Q3管脚4连接低位计数器Ull的电源端(管脚16)，并经一电容C26接到数字地；其管脚2 接到数字地； 所述输出单元包括数模转换芯片U13和运放芯片U3，所述数模转换芯片U13设有 输入端(管脚7)、反馈端(管脚3)和输出端(管脚4)，其型号为DAC8560，所述运放芯片 U3设有同向输入端(管脚3)、反向输入端(管脚2)和输出端(管脚6)，其型号为0P07，所 述数模转换芯片U13的输入端(管脚7)连接微控制器104的数据输出端(管脚3)，其输出 端(管脚4)和反馈端(管脚3)相互连接，并经一电阻R1接到运放芯片U3的同向输入端 (管脚3);其管脚6接微控制器104的管脚4，管脚5接微控制器104的管脚5，管脚2经一 电容C32接到模拟地，管脚1连接+3. 5V电源，并经一电解电容C31耦合到模拟地，管脚8 接到模拟地； 所述运放芯片U3的反向输入端(管脚2)经一电阻R2接到模拟地，并经一用于控制和调节其增益的电位器W1接到其输出端(管脚6);其管脚4连接-12V电源，并经一电 容C5接到模拟地，其管脚7连接+15V电源，并经一电容C6接到模拟地；
微控制器104的管脚8和管脚9之间接有一晶振Ql，其管脚53和管脚52之间接 有一晶振Q2，晶振Q2的一端经一电容C28接到数字地，另一端经一电容C29接到数字地； 微控制器104的管脚58经一电阻R12连接+3. 5V电源，并经一电容C30接数字地；其管脚 1、64连接+3. 5V电源，其管脚62 、63接数字地； 如图5所示，所述电源模块包括四个稳压芯片U1、U2、U14、U5，其中稳压芯片Ul的 型号为MC7805，稳压芯片U2的型号为MC7815，稳压芯片U14是型号为LM317的可调稳压芯 片，稳压芯片U5是型号为MC33063的反向稳压芯片； 稳压芯片Ul的电源输入端(管脚1)连接稳压芯片U2的供电输出端(管脚3)，并 经一电解电容C1连接到模拟地，其地端(管脚2)接模拟地，其供电输出端(管脚3)输出 +5V电源，并经两个电解电容C2、 C3耦合接模拟地； 稳压芯片U2的电源输入端(管脚l)连接24V外接电源，其地端(管脚2)接模拟 地，其供电输出端(管脚3)输出+15V电源，并经一电解电容C4耦合接模拟地；
稳压芯片U5的电源输入端(管脚6)接+5V电源，并经一去耦电容C13接模拟地， 其管脚中的1、8、7三个管脚相连，而且其管脚中的7、6两个管脚之间接有一电阻R3，其管 脚2经一电感Ll接模拟地，并接至一稳压二极管D5的负端，该稳压二极管D5的正端接至 稳压芯片U5的管脚4，并经一电容Cll接模拟地，稳压芯片U5的管脚中的4、3两个管脚之 间接有一电容C12，稳压芯片U5的管脚中的4、5两个管脚之间接有一电阻R4 ;稳压芯片U5 的管脚5经一电阻R5接模拟地，其管脚4经一电感L2输出-12V电源，而且其-12V供电输 出端与模拟地之间接有一电解电容C14 ; 稳压芯片U14的电源输入端(管脚1)连接24V外接电源，并经电容C33接到数字 地，其调节端(管脚3)经一电阻R13接到数字地，并经一电阻R14连接其供电输出端(管 脚2)，其供电输出端(管脚2)输出+3. 5V电源，并经一电容C34连接到数字地；其中，电阻 R13、R14用于控制输出电压的大小；
如图6所示，本发明实施例的工作原理如下 所述微控制器经其脉冲信号输出端输出的周期窄脉冲信号110，由于该信号的高 电平仅为3. 5V，不具备大电流输出，因此不能用于激励波导丝；该信号经推挽式功率放大 器进行功率放大后形成激励脉冲111加载至波导丝，激励脉冲111的高电平有15V，能输出 2A以上瞬时电流，通过调节其激励脉冲的宽度201，可使波导丝产生最优的扭转波信号；
所述感应线圈输出的感应信号由第一级放大芯片进行低噪声和高放大倍数处理， 再经第二级放大芯片放大处理后形成放大的感应信号112，该信号由激励脉冲感应信号 117和回波信号118两部份组成，其中激励脉冲感应信号117由激励脉冲111经感应线圈感 应产生，回波信号118由感应线圈感应永久磁铁作用于波导丝后产生的扭转波信号产生， 回波信号118所处的位置即为永久磁铁的位置，回波信号118的峰值可达到5V以上；
放大的感应信号112随后送至比较器进行整形处理后得到感应脉冲113，该信号 由激励感应脉冲119和回波感应脉冲120两部分组成，所述激励感应脉冲119和回波感应 脉冲120分别对应放大的信号112的激励脉冲感应信号117和回波信号118 ;由于感应脉 冲113相对激励脉冲111有一定的延迟，激励脉冲111的下降沿107比感应脉冲113中激
9励感应脉冲119的上升沿108更精确和稳定，因此在感应脉冲113中采用回波感应脉冲120 的下降沿109来提取回波脉冲感应120(即提取永久磁铁的位置信息)；
由于激励脉冲感应信号117及激励感应脉冲119相对激励脉冲111有一定的延 迟，而且激励脉冲感应信号117的宽度202比激励脉冲111的脉冲宽度201大，不能直接用 激励脉冲111来屏蔽激励感应脉冲119以提取回波信息(即提取永久磁铁的位置信息)； 因此将微控制器输出的周期窄脉冲信号110经单稳态触发器进行延时拓宽处理后形成延 时窄脉冲114，再将延时窄脉冲114反向处理后形成的反向延时窄脉冲115与感应脉冲113 一起送至RS触发器；由于延时窄脉冲114及反向延时窄脉冲115的脉冲宽度203比激励脉 冲感应信号117的宽度202大，因此能起到屏蔽激励感应脉冲119的作用；RS触发器对反 向延时窄脉冲115与感应脉冲113进行屏蔽处理后输出随永久磁铁移动而脉冲宽度变化的 P丽信号116 ;由于回波感应脉冲120的下降沿109随永久磁铁位置变化而变化，P丽信号 116的上升沿为激励脉冲111的上升沿107，P丽信号116的下降沿为回波感应脉冲120的 下降沿109，因此通过外接计数器及微控制器的内置计数器测量P丽信号116的脉冲宽度 204即可计算出永久磁铁的位置。 本发明实施例中，所述模拟地和数字地通过磁珠相连，用于减小数字电路对传感 器信号的影响。 本发明实施例中，也可以采用其它外接高频计数器来替代微控制器的内置计数 器。 本发明实施例的信号检测电路也可用于磁致伸縮液位传感器及其它电磁式传感 器。
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权利要求
一种用于磁致伸缩位移传感器的信号检测电路，所述磁致伸缩位移传感器包括永久磁铁，其特征在于，该电路包括输出单元，用于输出永久磁铁的位置信息；微控制器，设有脉冲信号输出端、数据输入端和数据输出端，用于计算永久磁铁的位置，并通过其数据输出端连接并输出计算结果至输出单元；信号激励脉冲单元，包括推挽式功率放大器和波导丝；所述微控制器经其脉冲信号输出端、推挽式功率放大器连接并输出周期窄脉冲信号至波导丝的两端，使波导丝在所述永久磁铁的位置产生扭转波信号；信号放大及处理单元，包括用于拾取波导丝的扭转波信号的感应线圈、放大整形器、单稳态触发器和RS触发器；所述RS触发器设有信号输出端、第一输入端和第二输入端；所述感应线圈感应连接波导丝，其两端经放大整形器连接并输出感应信号至RS触发器的第一输入端；所述微控制器经其脉冲信号输出端、单稳态触发器连接并输出经延时处理的周期窄脉冲信号至RS触发器的第二输入端；时间测量单元，包括用于产生高频振荡信号的高频信号发生器和外接计数器，所述高频信号发生器连接并输出高频脉冲信号至外接计数器，所述RS触发器经其信号输出端连接并控制外接计数器对高频脉冲信号进行计数；所述外接计数器连接并输出计数结果至微控制器的数据输入端；电源模块，连接各单元，用于向各单元供电。
2. 根据权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述微控制器设有控制信号输出端，所述推挽式功率放大器设有信号输入端、控制信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端，其信号输入端连接微控制器的脉冲信号输出端，其控制信号输入端连接微控制器的控制信号输出端，所述微控制器经其控制信号输出端控制推挽式功率放大器的打开和关闭；所述波导丝的两端分别为第一加载端和第二加载端，所述推挽式功率放大器的第一信号输出端连接波导丝的第一加载端，其第二信号输出端连接波导丝的第二加载端。
3. 根据权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述放大整形器包括第一级放大芯片、第二级放大芯片和比较器；所述第一级放大芯片设有同向输入端、反向输入端、两个增益控制端和信号输出端，所述第二级放大芯片设有同向输入端、反向输入端和信号输出端，所述比较器设有同向输入端、反向输入端和信号输出端；所述第一级放大芯片的同向输入端和反向输入端分别连接感应线圈的两端，而且其同向输入端和反向输入端之间接有由一个电容及两个二极管并接而成的滤波回路，用于输入信号滤波和输入保护；第一级放大芯片的两个增益控制端之间接有一个用于控制和调节其增益的电位器，其信号输出端经一电阻接至第二级放大芯片的同向输入端；所述第二级放大芯片的反向输入端经一用于控制和调节其增益的电阻连接其信号输出端，其信号输出端经一电阻接至比较器的同向输入端；所述比较器的反向输入端连接正电源，并经一稳压管接到模拟地；其信号输出端经一上拉电阻连接正电源，并接至RS触发器的第一输入端；所述单稳态触发器设有输入端、输出端和两个延时控制端，其输入端连接微控制器的脉冲信号输出端，其输出端接至RS触发器的第二输入端，两个延时控制端之间接有一电容，而且其中一个延时控制端经一电阻连接正电源，用于控制和调节延迟时间的长短。
4.根据权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述微控制器设有内置计数器，并设有连接其内置计数器的时钟输入端；所述外接计数器设有第一控制端、第二控制端、时钟输入端、输出端、预制数端和电源端；其第一控制端连接所述RS触发器的信号输出端，其时钟输入端连接高频信号发生器，其第二控制端、预制数端和电源端相互连接，并经一电容耦合到数字地；所述电源模块输出至少两种电压规格的电源，其中两种电压规格的电源各经一 电源选择电阻连接外接计数器的电源端；所述外接计数器的输出端接到微控制器的数据输入端，其输出端有四个输出管脚，其中三个为低位管脚，另一个为高位管脚，其高位管脚接到微控制器内置计数器的时钟输入端；所述输出单元包括数模转换芯片和运放芯片，所述数模转换芯片设有输入端、反馈端和输出端，所述运放芯片设有同向输入端、反向输入端和输出端，所述数模转换芯片的输入端连接微控制器的数据输出端，其输出端和反馈端相互连接，并经一电阻接到运放芯片的同向输入端；所述运放芯片的反向输入端经一电阻接到模拟地，并经一用于控制和调节其增益的电位器接到其输出端。
全文摘要
一种用于磁致伸缩位移传感器的信号检测电路，涉及信号检测电路技术领域，所解决的是现有技术稳定性差、检测精度低及抗干扰能力差的技术问题。该电路包括输出单元、微控制器信号激励脉冲单元、信号放大及处理单元、时间测量单元和电源模块；所述信号激励脉冲单元包括推挽式功率放大器和波导丝，所述微控制器经推挽式功率放大器连接并输出周期窄脉冲信号至波导丝的两端；所述信号放大及处理单元包括感应线圈、放大整形器、单稳态触发器和RS触发器；所述感应线圈感应连接波导丝，其两端经放大整形器连接并输出感应信号至RS触发器，所述时间测量单元包括高频信号发生器和外接计数器。本发明提供的电路，稳定性好、检测精度高、抗干扰能力强。
文档编号G01B7/02GK101788258SQ201010117450
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者刘伟文, 张磊, 赵辉, 陶卫 申请人:上海雷尼威尔测量技术有限公司