专利名称：智能高精度几何量检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用神经网络技术实现的高精度几何量检测装置，尤其是一种具有人工智能的智能型长度或位移测量装景。
二背景技术：
几何量检测系统广泛用于机加工行业的形位误差或尺寸误差的检测。差动电感式或差动变压器式测微仪是该行业的重要检测装置之一。这种测微仪多采用相敏整流等技术方案，存在漂移大等缺陷；另一方面，不少传感器在两端往往具有较大的非线性，存在较大的非线性误差。因而影响了高精度场合的应用。
三
发明内容
(1)发明目的本实用新型的发明目的是提供一种可使检测系统的漂移大大减少，精度明显提高的智能高精度几何量检测装置。
(2)技术方案本实用新型的智能高精度几何量检测装置由信号传感部分、信号处理部分所组成，即该检测装置由传感器、交流电桥、交流放大电路数字同步解调电路、直流放大器、A/D转换器、微机、同步振荡器所组成，其中传感器、交流电桥、交流放大电路、数字同步解调电路、直流放大器、A/D转换器、微机依次按顺序串联连接，同步振荡器的输出端分别接交流电桥和数字同步解调电路，传感器是差动电感式或差动变压器式传感器，交流电桥由变压器的线圈所组成，线圈的两个信号输入端接传感器的插座，同步振荡器的输出端即电阻接变压器与线圈耦合，变压器的另一个输出端接运算放大器的输入端，运算放大器的输出端接数字同步解调电路的一个输入端即放大器的输入端，数字同步解调电路由数字反相器、数字开关电路、放大电路及电阻R5～R9和电容C3所组成，数字反相器的输出端通过电阻R5与放大电路的同相输入端相接，数字开关电路的输出端通过电阻R6与放大电路的同相输入端相接，放大电路的输出端通过电阻R9、R12与直流放大器的输入端即集成电路的输入端相接。
其基本工作原理是当所检测的几何量使传感器铁芯移动时，几何量转变为传感器铁芯的位移量，使传感器与外电路组成的电桥的平衡被打破，于是，有变化的信号输出，铁芯的位移量不同，电桥输出信号的大小不同，也就是输出一个被位移调制了的信号。该信号经放大后，送解调电路将位移信号分离出来，再进一步直放，经A/D转换后送微机进行各种处理。
(3)技术效果本实用新型克服现有技术的缺陷，发明了一种将差动电感式传感器或差变就压器式传感器与数字同步解调技术相结合的新技术，并应用神经网络的学习技术，可使检测系统的漂移大大减少，精度也得到了很大提高。
四
图1是本实用新型的总体结构示意图。其中有传感器1、交流电桥2、交流放大电路3、数字同步解调电路4、直流放大器5、A/D转换器6、微机7、同步振荡器8。
图2是本实用新型除微机7外的电路原理图。
图3是本实用新型微机7的电原理图。
五具体实施方式
一种智能高精度几何量检测装置，由信号传感部分、信号处理部分所组成，该检测装置由传感器1、交流电桥2、交流放大电路3数字同步解调电路4、直流放大器5、A/D转换器6、微机7、同步振荡器8所组成，其中传感器1、交流电桥2、交流放大电路3、数字同步解调电路4、直流放大器5、A/D转换器6、微机7依次按顺序串联连接，同步振荡器8的输出端分别接交流电桥2和数字同步解调电路4，传器器可以是差动电感式或差动变压器式传感器。交流电桥由外部电路与传感器内的电感线圈或变压器线圈构成，交流振荡产生正弦或方波信号供给电桥和数字解调电路，两者要求同相或反相，信号的幅度相等或不相等，交流电桥的作用是对传感器的铁芯位移量进行调制，当传感器的铁芯产生位移时，使交流电桥输出被位移调制了的交流信号，经初步的交流放大、数字同步解调、直流放大的作用是将解调出的信号放大到A/D或V/F转换器满量程所需的幅度。A/D或V/F的作用是将前置电路输出的模拟信号转换成数字信号并输入到微机中。微机可以是单片机、PC机、工控机等等。传感器接口插座J1，正弦振荡器的变压器线圈L1和L2与传感器内的线圈组成交流电桥2，同时用正弦信号供电。电阻R1、电容C1和电阻R2、电容C2分别构成传感器和调零电路的相位补偿电路；负载电阻R3，运算放大器U1，型号是LF353，它与电阻R4A、R4构成同相放大器即交流放大电路3，以对交流电桥输出的调制信号进行初步交流放大。由集成电路U2、U3、U4、电阻R5～R9、电容C3构成数字同步解调电路4，其作用于是将交放输出的调制信号中的位移分量分离出来。其中有数字反相器U2，其型号是4069，数字开关电路U3，其型号是4066。运放U4，其型号是LF356。运算放大器U5、电阻R10～R12、W2构成直流放大器5，将解调出的位移信号进一步放大到A/D转换所需的幅度。放大器U5的型号是OP07。电阻W2的作用是用于调整输出幅度。放大器U5的输出OUT送到A/D转换器6的输入端，经A/D转换后送微机7。晶体管BG1、BG2、电阻Rb、R13～R15、DW1、电容C4～C7、电感T1构成正弦波同步振荡器8，以供给交流电桥和作为同步信号。运算放大器U6，其型号为LF357，其作用是将正弦波振荡器产生的正弦波整形后，送到数字解调电路作为同步解调的同步信号。微机由单片机U11构成，其型号为8951，也可以是其它型。TLC549为A/D转换器，也可在是其它型号。两片ULM2003A构成数码显示管器的驱动器，也可以是其它型的驱动器。
权利要求1.一种智能高精度几何量检测装置，由信号传感部分、信号处理部分所组成，其特征在于该检测装置由传感器(1)、交流电桥(2)、交流放大电路(3)数字同步解调电路(4)、直流放大器(5)、A/D转换器(6)、微机(7)、同步振荡器(8)所组成，其中传感器(1)、交流电桥(2)、交流放大电路(3)、数字同步解调电路(4)、直流放大器(5)、A/D转换器(6)、微机(7)依次按顺序串联连接，同步振荡器(8)的输出端分别接交流电桥(2)和数字同步解调电路(4)。
2.根据权利要求1所述的智能高精度几何量检测装置，其特征在于传感器(1)是差动电感式或差动变压器式传感器。
3.根据权利要求1或2所述的智能高精度几何量检测装置，其特征在于交流电桥(2)由变压器(TI)的线圈(L1、L2)所组成，线圈(L1、L2)的两个信号输入端接传感器(1)的插座(J1)。
4.根据权利要求1或2所述的智能高精度几何量检测装置，其特征在于同步振荡器(8)的输出端即电阻(R14)接变压器(T1)与线圈(L1、L2)耦合，变压器(T1)的另一个输出端接运算放大器(U6)的输入端，运算放大器(U6)的输出端接数字同步解调电路(4)的一个输入端即放大器(U3)的输入端。
5.根据权利要求1或2所述的智能高精度几何量检测装置，其特征在于数字同步解调电路(4)由数字反相器(U2)、数字开关电路(U3)、放大电路(U4)及电阻R5～R9和电容C3所组成，数字反相器(U2)的输出端通过电阻R5与放大电路(U4)的同相输入端相接，数字开关电路(U3)的输出端通过电阻R6与放大电路(U4)的同相输入端相接，放大电路(U4)的输出端通过电阻R9、R12与直流放大器(5)的输入端即集成电路(U5)的输入端相接。
专利摘要智能高精度几何量检测装置是一种具有人工智能的长度或位移量的测量装置,该检测装置由传感器、交流电桥、交流放大电路数字同步解调电路、直流放大器、A/D转换器、微机、同步振荡器所组成,其中传感器、交流电桥、交流放大电路、数字同步解调电路、直流放大器、A/D转换器、微机依次按顺序串联连接,同步振荡器的输出端分别接交流电桥和数字同步解调电路,传感器是差动电感式或差动变压器式传感器,交流电桥由变压器的线圈所组成,线圈的两个信号输入端接传感器的插座。将被测量的几何量转变为传感器铁芯的位移量,经电路处理和微机处理后,得到检测结果。
文档编号G01B7/02GK2519236SQ0221846
公开日2002年10月30日 申请日期2002年1月22日 优先权日2002年1月22日
发明者朱庆保 申请人:南京师范大学