位移传感器调试

1. 用  途

 广泛应用于检测与控制系统中，将机械位移变换成电脉冲频率信号输出。

除可检测单、双向和动、静态位移外，附加适当机构还可用于测量拉力、压力、液位、体积、重量、流量等。该系列传感器已在国内各行业广泛应用，1998年曾被北京传感器协会评为“拳头”产品。

2. 结构及工作原理

主要由螺管线圈、导杆（衔铁）、电容、集成块和外壳、后盖、插头座、电缆和密封件等组成，内部用导线连成L-C振荡电路。当导杆受被测物位移而改变其与线圈的相对位置时，磁路的磁阻与线圈电感发生变化，从而改变了电路输出信号的频率。适当选择导杆材料与线圈结构形式，则导杆—线圈中的位移量恰好与输出信号频率变化呈良好的线性关系。

3. 特点

◇ 原理新颖，输出频率信号，抗干扰；

◇ 与微机配套，无需A/D转换；

◇ 量程宽，灵敏度高，重复性好，滞后小；

◇ 结构简单，坚固可*，封装严密，抗振防潮，并有防水、防腐和防爆型产品；

◇ 耗电小，对电源电压和电缆质量要求不高，特别适合遥测遥控和恶劣环境下使用。

4. 性能指标

◇ 量  程：80mm；

◇ 中心频率f0：15，（25）KHZ±5%；

◇ 满量程相对频偏f/ f0：6～50%；

◇ 精度：1Hz/mm；

◇ 供电要求：电压直流5V、12V(±10%～15%)电流1～10mA；

◇ 输出信号V0（P-P）≥3V，波形：方波，正弦波（近似）；

◇ 允许电缆长度：DC12V 0～1000米     DC5V 0～100米；

◇ 零点漂移：通电30分钟后4小时或温度变化10℃不大于0.7倍的基

本误差；

◇ 耐冲击加速度≮100g；

◇ 工作温度：-20～+50℃（-30～+80℃）；

◇ 动态频响:取决于二次仪表；

5. 使用方法及定货须知

5.1  二次仪表：可用5位以上数字频率计，单片机开发的智能测控仪表

等。

5.2  接线

棕色（1号）：电源正极

蓝色（2号）：信号线

黑色（3和4）：电源负极

测试方框图如下：

5.3   读数与数据处理：

传感器测试静态位移时，可用频率计读数，由以下公式换算：

ΔS=KΔf

其中：K-为传感器分辨率，单位mm/Hz，在出厂证明书中给出，ΔS和Δf 为位移及其对应输出的频偏。

当然，如果用计算机处理数据，则可以直接打印，而不须换算。

        本传感器为线性传感器，其灵敏度系数K=Δf/ΔP（常数）。因此，如果因使用条件变化而使零点的中心频率发生变化则在额定量程内，其K值不变。

6. 位移传感器调试

6.1 传感器实物图

 

6.2 传感器输出波形

    看到此输出波形就应该知道怎样读取传感器的值，本文采用AVR单片机的定时和计数功能，运用这两个模块很容易就读出传感器的值，定时计数程序如下：

#include<mega16.h>

#include<delay.h>

#include<Lcd_AVR16_240128.h>  //液晶头文件


unsigned int Counter=0; 


void main()

{   


unsigned char Text[]={"定时脉冲数"};


 //============液晶初始化========

  LCD_INIT();

  Clear_Screen();

//==============================  


 //TCCR0=0x07;     // T/C0 时钟由 T0 引脚输入，上升沿触发

 //TCNT0=0;        //计数器0初始值0     T/C0外部计数器输入

 

 //TCCR1A=0x00;

 TCCR1B=0x07;           //外部T1引脚计数方式，下降沿驱动

 TCNT1=0;               //计数器1初始值0     T/C1外部计数器输入

 

 ASSR=0x00;             //T/C2选择系统内部时钟源 8M

 TCCR2=0x07;            // T/C2工作于定时方式，1024分频 ，

 TCNT2=0;

 

 TIMSK|=0x40;         //TC2溢出中断使能

 #asm("sei");         //开总中断   

 

//Show_Text(0,0,Text2);


while(1)

{   

    Show_Text(0,0,Text);

    Show_Int(0,1,Counter-223);//位移为0mm时的脉冲数

    delay_ms(8);      

}


}


interrupt[5]void TC2(void)

{

     Counter = TCNT1;  

     TCNT1=0;                      

} 

6.3  频率—脉冲—位移关系

 位移与频率关系

位移与定时脉冲数的关系

从实际测出的数据来看，位移传感器的线性度非常好。
 

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