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位移传感器调试

作者:佚名   来源:本站原创   点击数:x  更新时间:2011年07月14日   【字体:


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(mm

0

10

20

30

40

50

60

70

79

频率(kHZ

13.61

14.33

15.10

15.86

16.62

17.40

18.16

18.69

18.72

定时脉冲数

0

12

24

37

49

62

74

83

93




 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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