[实用新型]一种线位移信号调理电路

说明书

技术领域

本实用新型属于测控技术领域，具体涉及一种用于大功率机电伺服系统位置闭环运算的线位移传感器信号调理电路。

背景技术

在机电伺服系统中，伺服控制驱动器接收控制指令，并采集机电作动器线位移信号运行位置闭环控制算法，从而控制机电作动器驱动负载按指令要求动作。位置闭环控制的好坏直接影响整套伺服系统的位置控制精度，而真实地采集线位移反馈信号是位置闭环控制中最重要的环节之一。伺服控制驱动器内部电磁条件复杂，存在着高压、大电流功率回路，同时还存在着低压控制回路，功率电路电流、电压的变化以及功率器件的高频开关动作会产生电磁干扰，从而影响信号采集质量，如若线位移信号调理电路设计不合理，DSP片内A/D则会采集到受干扰后失真的位移反馈信号，这将直接影响位置闭环的运算结果，导致机电作动器控制不稳。因此，信号调理电路的设计是机电伺服系统控制驱动设计的一个关键点。

传统线位移传感器的供电多采用电源模块的供电形式，电源模块占用的体积空间较大，在PCB布局当中不够灵活，器件成本相对较高。另外，通常的信号调理电路受线位移传感器接触电阻的影响较大，接触式线位移传感器经过长期反复使用，接触电阻会逐渐变大，且变化趋势不规则，这将直接导致信号转换产生偏差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种线位移信号调理电路，该电路结构简单、占用体积空间小、器件成本低，且该电路不受线位移传感器接触电阻变化的影响，即使接触电阻发生突跳，仍能够无失真的采集、转换线位移信号。

实现本实用新型目的的技术方案：一种线位移信号调理电路，该电路包括传感器供电电路、线位移传感器、信号转换电路、DSP片内A/D转换器，传感器供电电路的输出端与线位移传感器的输入端连通，线位移传感器的输出端与信号转换电路的输入端连通，信号转换电路的输出端与DSP片内A/D转换器的输入端连通；传感器供电电路为线位移传感器提供工作所需的直流电源电压，线位移传感器输出线位移反馈信号，信号转换电路将线位移反馈信号进行跟随处理，再进行信号放大处理，生成模拟信号；该模拟信号经调理后，送入DSP片内A/D转换器。

所述的传感器供电电路包括+3.3V电源、+12V电源、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电压基准源芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；+3.3V电源的输出端与第二电压基准源芯片的1引脚连接；第一电阻的另一端分别与第一运算放大器的2引脚、第二电阻的一端连接；第二电阻的另一端与的1引脚连接；第三电阻的一端与电源地连接，第三电阻的另一端分别与第二运算放大器的6引脚、第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第二运算放大器的7引脚连接；+12V电源与第一运算放大器的8引脚连接。

所述的+3.3V电源电压为第一电压基准源芯片供电；第一电压基准源芯片的2引脚输出+2.5V基准电压；+2.5V基准电压被送到第一运算放大器的3引脚；+2.5V电压信号经过放大后由第一运算放大器的1引脚输出+10V；+2.5V电压信号被送到第二运算放大器的5引脚；+2.5V电压信号经放大后由的7引脚输出+5V；+12V电源为第一运算放大器U1A和第二运算放大器提供工作电压。

所述的+3.3V电源的输出端与第一电压基准源芯片的3引脚之间设有第二电感，+3.3V电源的输出端与第二电感一端连接，第二电感另一端分别与第二电容的一端、第一电压基准源芯片的1引脚连接，第二电容的另一端与第一电压基准源芯片的3引脚连接；+12V电源与运算放大器的8引脚之间设有第一电感，+12V电源的输出端与第一电感的第一电感的一端连接，第一电感的另一端分别与第一电容的一端、第一运算放大器的8引脚连接，第一电容的另一端与电源地连接。

所述的+3.3V电源电压经第二电感与第二电容组成的滤波电路滤波后，为第一电压基准源芯片供电；+12V电源电压经第一电感与第一电容组成的滤波电路后送入第一运算放大器进行放大，为第一运算放大器提供工作电压；+12V电源为第二运算放大器提供工作电压。

所述的传感器供电电路的第一运算放大器的1引脚与位移传感器的高端连接，传感器供电电路的第二运算放大器的7引脚与位移传感器的中端连接，传感器供电电路的第一电压基准源芯片的3引脚与位移传感器的低端连接；第一运算放大器输出+10V电压给位移传感器的高端，第二运算放大器输出+5V电压给位移传感器的中端，线位移传感器将+10V电压信号、+5V的电压信号转换为线位移反馈信号POS，并将线位移反馈信号POS传输给信号转换电路。