[发明专利]一种LVDT位移传感器数字化处理方法及装置

摘要

本发明公开了一种LVDT位移传感器数字化处理方法及装置，包括LVDT位移传感器方波激励源处理电路、传感器输出信号差分放大电路、峰值捕捉采样电路、微处理器控制显示电路和隔离通讯接口电路。其特征在于：采用极少的常用分离元器件实现无需加入精密整流电路、滤波电路、峰值保持电路等，具有响应更快、温漂极小和成本低的效果；采用方波激励，使得响应峰值存续时间长，对输出信号进行差分放大，减少干扰，提高精度；无需复杂处理即可捕获峰值；无整流电路，直接对原始信号放大后进行采样，因而在电气零点附近线性度更好；采用隔离串口传输，使电路具有较强的抗干扰能力。应用本发明产品已经取代进口产品应用一年多时间，运行稳定可靠，取得良好效益。

主权项

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：/nA、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；/nB、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；/nC、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；/nD、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；/nE、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；/n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：/nC1、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；/nC2、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；/nC3、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；/nC4、存储N到EEPROM存储器中，以后每次使用从EEPROM存储器读取。/n