一种直线位移传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种直线位移传感器。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，工业应用领域对生产过程中精度控制的要求不断提高，使得直线位移传感器得到了快速的发展。由于直线位移传感器不仅更易优化生产流程，良好地保证生产质量，而且降低了生产成本和故障率。越来越多的用户更加青睐于选择使用直线位移传感器输出模拟量来控制检测产品位移。现有技术的直线位移传感器主要是利用电感线圈工作原理将直线机械位移量转换成电信号，通过将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同阻值，滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间电压与滑块移动长度成正比，但是这种结构的直线位移传感器在实际使用时存在如下问题:
[0003]1、可变电阻连接的主控电路模块的主控芯片为传统型的51单片机，针对当前产品对位移测量精确度的要求，在处理高速采集数据过程中，主控电路模块的运行稳定性较差，运行处理速度较低，因而输出信号的可靠性较差。
[0004]2、直线位移传感器中用分压器降低对滑轨总阻值精确性的要求，而且温度变化会引起阻值变化进而影响测量结果，使最终输出的测量信号容易失真，导致输出精度较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种运行处理速度较高、可靠性较高和输出精度较高的直线位移传感器。
[0006]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0007]一种直线位移传感器，包括有:中心控制模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、设置与输出模块，电源模块；所述电源模块，为上述各模块供电；
[0008]所述中心控制模块，控制所述信号发射模块定时发送激励信号，
[0009]所述信号发射模块连接有滑块，所述滑块移动时与信号发射模块发送的激励信号产生磁场感应周期性信号，
[0010]所述信号接收与处理模块接收上述周期性信号并给予滤波、放大和调制处理，
[0011]所述中心控制模块对所述信号接收与处理模块发出的周期性信号进行运算处理后发送控制指令给设置与输出模块，
[0012]所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号，所述电信号输入外部设备得出被测物体的位移长度。
[0013]还包括与中心控制模块电连接的信号指示灯，所述信号指示灯依据所述滑块移动检测被测物体量程范围而分别给出正常状态指示、超量程状态指示、故障状态指示。
[0014]所述设置与输出模块具有数据输入部件，所述数据输入部件用于写入所述滑块的起始与终点位置数据，实现被测量物体位移测量范围的调整；或者，所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号为OV至1V的电压值或者4mA至20mA的电流值。
[0015]所述电源模块为可调直流电源，所述电源模块的输入电压为13.5V到30V，所述电源模块的内部调整输出12V恒压源、5V恒压源、-5V恒压源和60V恒压源。
[0016]所述信号发射模块包括有驱动模块，所述驱动模块一端电连接中心控制模块，另一端电连接60V恒压源，所述中心控制模块通过驱动模块驱动60V电源每毫秒发射一个2.5微秒脉宽的激励信号。
[0017]所述中心控制模块包括主芯片和外围电路，所述主芯片为ATmegaS微控制器，所述主芯片和所述外围电路的连接方式为:ATmega8微控制器的17管脚、16管脚、15管脚、29管脚通过JTAG下载口连接；所述Atmega8的12脚、28脚、2脚、23脚与U15连接；所述Atmega8的11脚、I脚与U14的连接；所述ATmega8的32脚与U5连接；所述ATmega8的24脚、25脚、26脚、9脚与U16连接；所述ATmega8的13脚、31脚与LED双色灯连接；所述ATmega8的27脚与U17连接；所述ATmega8的3脚、5脚、21脚与电源地连接Jy^iATmegaS的4脚、6脚、18脚与电源5V连接；所述ATmega8的7脚、8脚通过电容C126、C122与晶振Yl连接。
[0018]所述设置与输出模块包括信号输出幅值调整电路，所述信号输出幅值调整电路的数模转换器DAC8043的5、6、7管脚与中心控制模块连接；所述DAC8043的8脚与电源5V连接；所述DAC8043的4脚接地；所述DAC8043的I脚与运放OPA2131的I脚连接；所述DAC8043的2脚与运放OPA2131的7脚连接；所述DAC8043的3脚与运放OPA2131的6脚连接；所述运放OPA2131的2脚通过电阻R130与信号采集端连接；所述运放OPA2131的3脚接地；所述DAC8043的8脚与电源VCC5相连且通过电容C106接地。
[0019]所述信号指示灯的分别给出正常状态指示为绿色灯、超量程状态指示为黄色灯、故障状态指示为红色灯。
[0020]本实用新型的有益效果为:
[0021]1、本实用新型的中心控制模块外部集成电源模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、滑块、设置与输出模块和信号指示灯，中心控制模块控制信号发射模块定时发送激励信号，滑块移动与信号发射模块发生磁场感应产生周期性信号，信号接收与处理模块接收周期性信号并且对其进行滤波、放大和调制处理后传输至中心控制模块，中心控制模块对接收到的周期性信号进行运算处理后发送给设置与输出模块，设置与输出模块输出OV至1V的电压信号或者4mA至20mA的电流信号，设置与输出模块还能调整测量位移范围，实现起始与终点的设置。信号指示灯依据滑块移动检测被测物体量程范围而输出相应的灯态，滑块不与电路进行接触连接，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下；设置与输出模块还能调整测量位移范围，调整方式为通过一根设置线分别与供电电源正负短接，实现起始与终点的设置，从而使得传感器与外围设备的兼容性更好，能更灵活的调整输出范围。
[0022]2、本实用新型的中心控制模块包括中心控制单元电路，中心控制单元电路用ATmegaS微处理器作为主控芯片，运行速度可调且稳定性极佳，常规运行速度为8MHz ;可以实现倍频与分频；具有低功耗模式，耗电量极低；保证了中心控制模块处理周期信号的高速处理速度，也使得设置与输出模块输出的信信号更加可靠。
[0023]3、本实用新型的设置与输出模块包括信号输出幅值调整电路，该块电路可以根据需要线性调整输出信号幅值大小；输入信号振幅为几毫伏大小的周期信号，后级无法采集，所以需要放大，而不同的放大程度使得采集时间有较大的差异；对于设计而言就需要定量的调整其输出幅值大小，以得到最佳的信号波形，保证了信号的不失真的输出，输出精度较尚O
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型的直线位移传感器的原理框图。
[0025]图2是本实用新型的中心控制单元电路图。
[0026]图3是本实用新型的信号输出幅值调整电路图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图1-图3对本实用新型做进一步描述:
[0028]实施例:
[0029]本实用新型的技术方案涉及直线位移传感器主题，以下做详细阐述。
[0030]如图1所示，一种直线位移传感器，包括有:中心控制模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、设置与输出模块，电源模块；所述电源模块，为上述各模块供电；
[0031]所述中心控制模块，控制所述信号发射模块定时发送激励信号，
[0032]所述信号发射模块连接有滑块，所述滑块移动时与信号发射模块发送的激励信号产生磁场感应周期性信号，
[0033]所述信号接收与处理模块接收上述周期性信号并给予滤波、放大和调制处理，
[0034]所述中心控制模块对所述信号接收与处理模块发出的周期性信号进行运算处理后发送控制指令给设置与输出模块，
[0035]所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号，所述电信号输入外部设备得出被测物体的位移长度。
[0036]还包括与中心控制模块电连接的信号指示灯，所述信号指示灯依据所述滑块移动检测被测物体量程范围而分别给出正常状态指示、超量程状态指示、故障状态指示。
[0037]所述设置与输出模块具有数据输入部件，所述数据输入部件用于写入所述滑块的起始与终点位置数据，实现被测量物体位移测量范围的调整；或者，所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号为OV至1V的电压值或者4mA至20mA的电流值。
[0038]所述电源模块为可调直流电源，所述电源模块的输入电压为13.5V到30V，所述电源模块的内部调整输出12V恒压源、5V恒压源、-5V恒压源和60V恒压源。
[0039]所述信号发射模块包括有驱动模块，所述驱动模块一端电连接中心控制模块，另一端电连接60V恒压源，所述中心控制模块通过驱动模块驱动60V电源每毫秒发射一个2.5微秒脉宽的激励信号。
[0040]中心控制模块外部集成电源模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、滑块、设置与输出模块和信号指示灯，中心控制模块控制信号发射模块定时发送激励信号，滑块移动与信号发射模块发生磁场感应产生周期性信号，信号接收与处理模块接收周期性信号并且对其进行滤波、放大和调制处理后传输至中心控制模块，中心控制模块对接收到的周期性信号进行运算处理后发送给设置与输出模块，设置与输出模块输出OV至1V的电压信号或者4mA至20mA的电流信号，设置与输出模块还能调整测量位移范围，实现起始与终点的设置。信号指示灯依据滑块移动检测被测物体量程范围而输出相应的灯态，滑块不与电路进行