[发明专利]一种LVDT位移传感器数字化处理方法及装置

权利要求书

1.一种LVDT位移传感器数字化处理方法，该处理方法基于的装置包括LVDT位移传感器方波激励源产生电路、传感器输出信号差分放大电路、峰值捕捉采样电路、微处理器、显示电路和隔离通讯接口电路，其特征在于：

A、采用方波作为激励源，根据LVDT位移传感器磁芯材质，方波频率范围为12-24KHz；

B、LVDT位移传感器输出的响应信号用差分放大电路放大，减少共模干扰；

C、峰值捕捉采样电路采用差分数模转换芯片，经放大处理后的信号进入差分数模转换芯片，该峰值捕捉采样电路由微处理器控制启动采样时刻和采样次数，根据激励源相位和输出信号相位差得到位移的方向，根据输出信号幅值和采样次数经过滤波计算得到位移量；

D、微处理器作为核心计算单元，一方面控制方波激励源的产生，得到激励源的相位；另一方面控制峰值捕捉采样电路，输出采样脉冲P，捕捉输出信号的峰值；在此期间还进行数值计算处理、显示和上位机通讯；

E、微处理器处理完数据后得到带方向的位移量，该位移量通过隔离通讯接口电路上传到上位机，避免上位机和处理装置电路相互干扰，增强系统稳定性；

步骤C中峰值捕捉采样方法，以激励源相位为基准，延迟(N/16)*T和(N/16+1/2)*T采样，其中T表示激励源的周期，N表示0到15中的某一个数，N得到的步骤如下：

C1、微处理器以激励源相位为基准，T/16为时间间隔采样16次，其中有8次采样值大小一致，另8次采样值大小一致，但方向相反；

C2、从两个方向分界线开始，从0数到第3个与激励源同相采样点，记下该采样点的序号为N；

C3、增加采样数量，在(N/16+1/2)*T也进行采样，此时采样结果的方向与(N/16)*T采样结果方向相反，改正方向；

C4、存储N到EEPROM存储器中，以后每次使用从EEPROM存储器读取。

2.根据权利要求1所述的LVDT位移传感器数字化处理方法，其特征在于:步骤A中方波信号由微处理器产生，经驱动能力强的运放后接入到LVDT位移传感器输入端。

3.根据权利要求1所述的LVDT位移传感器数字化处理方法，其特征在于:步骤B中根据位移测量范围进行差分放大电路的放大倍数调整,使输出信号幅度匹配差分数模转换芯片最大量程，提高分辨率。

4.根据权利要求1所述的LVDT位移传感器数字化处理方法，其特征在于:在获得N以后，以后每次捕捉峰值，微处理器以激励源为基准，延迟(N/16)*T和(N/16+1/2)*T时间启动采样脉冲P捕获峰峰值，经过换算处理得到含方向的位移量，同时多次采样结果进行滤波算法，提高采样精度。

5.根据权利要求1所述的LVDT位移传感器数字化处理方法，其特征在于:隔离通讯接口电路采用ADM3251E磁耦合隔离电路，提高抗干扰能力。