或者电压是空间位置的函数。因此，电感线圈就可以作为传感器。检测装置经组电感式传感器感应的交变电流大小来确定导线偏移方向和偏移距离量以及偏移大小，当导线与检测装置平行且处于检测装置的中间位置时，两线圈的感应电流相等，导线无偏移检测装置。当导线处于检测装置左边时，检测装置左边的电感的感应电动势减掉右边的电感的感应电动势大于若导线处于检测装置右边时，检测装置左边的电感的感应电动势减掉右边的电感的感应电动势小于下线圈的电感量则增加。交流阻抗相应地变化，电桥失去平衡从而输出了个幅值与位移成正比，频率与振荡器频率相同，相位与位移方向相对应的调制信号。此信号经放大，由相敏检波器鉴出极性，得到个与衔铁位移相对应的直流电压信号，经转换器输入到单片机，经过数据处理进行显示。电感式传感器测位移时，由于线圈中的电流不为零，因而衔铁始终承受电磁吸力，会引起附加误差，而且非线性误差较大另外，外界的干扰如电源电压频率的变化，温度的变化也会使输出产生误差。所以在实际工作中常采用差动形式，这样既可以提高传感器的灵敏度，又可以减小测量误差。两个完全相同的单个线圈的电感式传感器共用个活动衔铁就构成了差动式电感传感器。采用差动式结构除了可以改善线性提高灵敏度外，对外界影响，如温度的变化电源频率的变化等也基本上可以相互抵消，衔铁承受的电磁吸力也较小，从而减小了测量误差。零点残余电压也是反映差动变压器式传感器性能的重要指标。理想情况是在零点时，两个次级线圈感应电压大小相等方向相反，差动输出电压为零实际情况是两组次级线圈的不对称铁心的曲线的非线性，以及激励电源存在的高次谐波等因素引起零点处≠知。其数值约为零点几毫伏，有时甚至可达几十毫伏，并且无论怎样调节衔铁的位置均无法消除。零点残余电压的存在，使传感器的灵敏度降低，分辨率变差和测量误差增大。克服办法主要是提高次级两绕组的对称性包括结构和匝数等，另外输出端用相敏检测和采用电路补偿方法，可以减小零点残余电压影响。整体的方框图与工作原理电感式位移传感器元件由静止的螺管线圈和可在线圈上移动的衔铁测头组成，它依据电磁感应原理工作当线圈怀下完成的。谭老师渊博的学识严峻的治学态度及随和的为人之道给我留下了难以磨灭的印象，这将使我终身受益，同时，谭老师在生活上也给了我极大的鼓励和帮助。为此，我要对他致以最衷心的感谢在本科学习的四年中，我与同学建立了深厚的友谊，他们在我遇到困难时无私地伸出援助之手，对他们的帮助我特别感谢。最后，对关心支持我的亲人和老师致以最衷心的感谢。桂林理工大学课程设计论文题目基于电感传感器的路径中心检测装置设计作者届别系别专业指导教师职称完成时间年月日目录摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„引言传感器介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„研究的基本内容，拟解决的主要问题„„„„„„„„„„„整体的方框图与工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„各个单元电路的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单片机简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„电感式位移传感器的基本原理„„„„„„„„„„„„„电感测头的结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„正弦波电路的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„零点残余电压的调整„„„„„„„„„„„„„„„„„交流放大电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„相敏检波电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„转换及显示电路„„„„„„„„„„„„„„„„„软件部分的设计本系统设计的程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„单片机的语言程序清单„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„摘要随着现代制造业的规模逐渐扩大，自动化程度愈来愈高。要保证产品质量，对产品的检测和质量管理都提出了更高的要求。我们为此要设计种精度的检测位移的仪器。电感测微仪是种分辨率极高工作可靠使用寿命很长的测量仪，应用于微位移测量已有比较长的历史国外生产的电感测微仪产品比较成熟，精度高性能稳定，但价格昂贵国内生产的电感测微仪存在漂移大工作可靠性不高高精度量程范围小等问题，直与国外的传感器水平保持定的差距在超精密加工技术迅猛发展的今天，这种测量精度越来越显得不适应加工技术发展的需求该文针对这些问题，对电感传感器测作。个自动化系统通常由多个环节组成，分别完成信息获取信息转换信息处理信息传送及信息执行等功能。在实现自动化的过程中，信息的获取与转换是极其重要的组成环节，只有精确及时地将被控对象的各项参数检测出来并转换成易于传送和处理的信号，整个系统才能正常地工作。因此，自动检测与转换是自动化技术中不可缺少的组成部分。检测系统或检测装置目前正迅速地由模拟式数字式向智能化方向发展。带有微处理机的各种智能化仪表已经出现，这类仪表选用微处理机做控制单元，利用计算机可编程的特点，使仪表内的各个环节自动地协调工作，并且具有数据处理和故障诊断功能，成为代崭新仪表，把检测技术自动化推进到个新水平。传感器介绍传感器是获取被测量信息的元件，其质量和性能的好坏直接影响到测量结果的可靠性和准确度，衡量其质量的特性有许多，主要包括静态和动态两个方面。当被测量不随时间变化或变化很慢时，可以认为输入量和输出量都和时间无关。表示它们之间关系的是个不含时间变量的代数方程，在这种关系的基础上确定的性能参数为静态特性当被测量随时间变化很快时，就必须考虑输人量和输出量之间的动态关系。这时，表示它们之间关系的是个含有时间变量的微分方程，与被测量相对应的输出响应特性称为动态特性。现在我们有很多测量磁场的方法，磁场传感器利用了物质与磁场之间的各种物理效应磁电效应电磁感应霍尔效应磁致电阻效应磁机械效应磁光效应核磁共振超导体与电子自旋量子力学效应。下面列出了些测量原理以及相应的传感器电磁感应磁场测量方法电磁线磁场传感器磁通门磁场传感器磁阻抗磁场传感器。霍尔效应磁场测量方法半导体霍尔传感器磁敏二极管，磁敏三极管。以上各种磁场测量方法所依据的原理各不相同，测量的磁场精度和范围相差也很大，。我们需要选择适合车模竞赛的检测方法，除了检测磁场的精度之外，还需要对于检测磁场的传感器的频率响应尺寸价格功耗以及实现的难易程度进行考虑。我们选取最为传统的电磁感应线圈的方案。它具有原理简单价格便宜体积小相对小频率响应快电路实现简单等特点，适应于初学者快速实现路经检测的方案。研究的基本内容，拟解决的主要问题该电感传感器的路迹中心检测装置电路主要包括电感式传感器方波信号源交流放大器电路检波电路及单片机系统。方波振荡器为电感式传感器和相敏检波器提供了频率和幅值稳定的激量电路进行了定的设计和改进对电感测微仪的方弦波生成电路交流放大电路检波电路等进行了分析和相应的设计。关键词电感传感器交流放大器电路检波电路单片机处理电路显示电路硬件调试。绪论引言传感器检测技术是实现超精位置和轨迹方向的前提和基础。精密检测和超精密检测过程中不仅要对路径的位置进行检测，而且要检测出路径轨迹的方向，如果没有权威性的检测技术和仪器，就不能检测出路径的位置和轨迹方向。检测和显示轨迹方向和是不可分的，检测是对路径轨迹的检测，显示是对检测出的路径信息进行显示。因此，路径中心检测技术已经成为整个超精密路径检测中项至为关键的技术。检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分。任何生产过程都可以看作是物流和信息流组合而成，反映物流的数量状态和趋向的信息流则是人们管理和控制物流的依据。人们为了有目的地进行控制，首先必须通过检测获取有关信息，然后才能进行分析判断以便实现自动控制。所谓自动化，就是用各种技术工具与方法代替人来完成检测分析判断和控制工用途非常广泛的仪表放大器，其实就是典型的差动放大器。它只需三个廉价的普通运算放大器和几只电阻器，即可构成性能优越的仪表用放大器。交流放大电路的误差主要由于集成运放的输入偏置电流失调电流和失调电压以及温漂等参数不为零，电阻器阻值随温度的变化，外部电网电压温度和负载电流的选择运放和电阻器，合理地进行布线和安装元器件，对运放仔细调零等。图放大电路相敏检波电路在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以定特征，这就是调制的主要功用。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，再经放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这过程称为解调。通过调制，对测量信号赋以定的特征，使已调信号的频带在以载波信号频率为中心的很窄的范围内，而噪声含有各种频率，即近乎于白噪声。这时可以利用选频放大器滤波器等，只让以载波频率为中心的个很窄的频带内的信号通过，就可以有效地抑制噪声。采用载波频率作为参考信号进行比较，也可抑制远离参考频率的各种噪声。图是个采用了带相敏整流的交流电桥。差动电感式传感器的两个线圈作为交流电桥相邻的两个工作臂，指示仪表是中心为零刻度的直流电压表或数字电压表。图带相敏整流的交流电桥设差动电感传感器的线圈阻抗分别为和。当衔铁处于中间位置时电桥处于平衡状态，点电位等于点地位，电表指示为零。当衔铁上移，上部线圈阻抗增大则下部线圈阻抗减少，。如果输入交流电压为正半周，则点电位为正，点电位为负，二极管导通，截止。在支路中，点电位由于增大而比平衡时的点电位降低而在支中中，点电位由于的降低而比平衡时点的电位增高，所以点电位高于点电位，直