[发明专利]大量程亚微米级高精度LVDT位移传感器的信号转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电感位移传感器的信号转换器，尤其涉及一种大量程亚微米级高精度LVDT位移传感器的信号转换器。 

背景技术

目前，国内采用的LVDT全桥式电感位移传感器的信号转换器，大量程时，测量精度较低，如：测量范围在±500um时，精度为10um；测量范围在±50um时，精度为1um。在进行多品种、高精度测量时，需频繁调整或档位切换，给现场使用带来较大的不便，也影响了测量设备自身的柔性。 

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足之处，提供一种大量程亚微米级高精度LVDT位移传感器的信号转换器，该LVDT位移传感器的信号转换器测量范围大，精度高，适合多品种、高精密柔性生产线的现场测量需求。 

按照本发明提供的技术方案，大量程亚微米级高精度LVDT位移传感器的信号转换器，包括LVDT位移传感器、亚微米级高精度的信号转换器及PC机；所述亚微米级高精度的信号转换器由激励信号发生器、交流放大器、同步取样脉冲发生器、同步取样器、有源滤波器、高增益直流放大器、A/D转换器、单片机、232串行接口组成；所述单片机的高稳定时钟输出端连接到激励信号发生器的输入端，所述激励信号发生器的一路激励信号输出端接到LVDT位移传感器的激励信号输入端，所述激励信号发生器的另一路激励信号输出端连接到同步取样脉冲发生器的激励信号输入端；所述同步取样脉冲发生器的激励信号输出端与同步取样器连接；所述LVDT位移传感器的检测信号输出端连接到交流放大器的输入端，所述交流放大器的输出端接同步取样器的取样信号输入端；所述同步取样器的输出端连接到有源滤波器的输入端；所述有源滤波器的输出端连接到高增益直流放大器的输入端，所述高增益直流放大器的一路模拟信号输出端连接到模拟输出接口的输入端，所述高增益直流放大器的另一路模拟信号输出端连接到A/D转换器的模拟信号输入端；所述A/D转换器的数字信号输出端连接单片机的数字信号输入端，所述单片机的串行信号输入/输出端连接到232串行接口的串行信号输出/输入端；所述PC机与232串行接口连接； PC机通过232串行接口与单片机实时通信。 

进一步，模拟输出接口输出的模拟电压信号在-5V~+5V之间。 

本发明的优点：本发明的大量程位移测量，是采用±5mm的大量程LVDT位移传感器实现的，采用高稳定的激励信号激励LVDT位移传感器，同时采用高稳定的同步取样器、有源滤波器及高稳定的高增益直流放大器实现高稳定测量，使得亚微米级高精度的信号转换器输出与位移量成比例的高稳定直流模拟电压信号；用高精度的24位A/D转换器，并对转换后的信号经过数字滤波处理而实现高精度的数字测量。其测量范围大，精度高，测量范围为±200um，精度为±0.2um；测量范围为±500um，精度为±0.5um；量程最大可达±3000um。 

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图。 

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述： 

如图1所示，本发明的大量程亚微米级高精度LVDT位移传感器的信号转换器，它包括大量程的LVDT位移传感器1、亚微米级高精度的信号转换器13 及PC机7。所述的亚微米级高精度的信号转换器13由激励信号发生器2、交流放大器12、同步取样脉冲发生器3、同步取样器11、有源滤波器10、高增益直流放大器4、A/D转换器8、单片机5、232串行接口6组成。所述的单片机5的高稳定时钟输出端连接到激励信号发生器2的输入端，所述的激励信号发生器2的激励信号输出端接到LVDT位移传感器1的激励信号输入端，所述的激励信号发生器2的另一路激励信号输出端连接到同步取样脉冲发生器3的激励信号输入端，所述同步取样脉冲发生器3的激励信号输出端与同步取样器11连接；所述LVDT位移传感器1的检测信号输出端连接到交流放大器12的输入端，所述交流放大器12的输出端接同步取样器11的取样信号输入端，所述的同步取样器11的输出端连接到有源滤波器10的输入端。所述的有源滤波器10的输出端连接到高增益直流放大器4的输入端，所述的高增益直流放大器4的模拟信号输出端连接到模拟输出接口9的输入端，所述的高增益直流放大器4的另一路模拟信号输出端连接到A/D转换器8的模拟信号输入端。所述的A/D转换器8的数字信号输出端连接单片机5的数字信号输入端，所述的单片机5的串行信号输入/输出端连接到232串行接口6的串行信号输出/输入端。所述PC机7与232串行接口6连接。