智能化模拟量电感式接近传感器的制作方法

本申请涉及接近传感器
技术领域：
，尤其涉及一种智能化模拟量电感式接近传感器。
背景技术：
：电感式接近传感器属于一种有开关量输出的位置传感器，它由lc高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流，这个涡流反作用于接近传感器，使接近传感器震荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。目前，电感式接近传感器需要输出模拟量检测距离时，由于精度和线性度不够工业测量要求，尽量在制造过程之中保持尺寸、材料等特性的一致性，以获得较高的精度和线性度；或者在众多传感器中筛选一致性好的传感器。但是，这些方法仍然会造成距离检测精度较低。技术实现要素：本申请提供了一种智能化模拟量电感式接近传感器，以解决目前电感式接近传感器检测距离时测量精度较低的问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请实施例公开了一种智能化模拟量电感式接近传感器，包括依次电连接的振荡器、检波器、放大输出电路及mcu，其中，所述mcu设有数据库、校正模块、模拟量输出模块与数字量输出模块，所述数据库的输入端与所述放大输出电路的输出端连接，所述数据库的输出端与所述校正模块的输入端连接；所述校正模块的输出端与所述模拟量输出模块或所述数字量输出模块连接。可选的，还包括蓝牙模块或wifi模块，所述数字量输出模块与所述蓝牙模块或所述wifi模块连接。可选的，所述振荡器靠近所述接近传感器的检测面，所述振荡器包括电感线圈l与电容c，所述电感线圈l与所述电容c并联连接。可选的，所述接近传感器设有rs485接口或can接口，所述rs485接口或所述can接口与所述模拟量输出模块连接。可选的，所述接近传感器的精确度设定为0.1mm/0.01mm。可选的，所述接近传感器的量程为0-75mm。可选的，所述接近传感器为一体化结构。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请实施例提供的智能化模拟量电感式接近传感器包括依次电连接的振荡器、检波器、放大输出电路及mcu，其中，mcu设有数据库、校正模块、模拟量输出模块与数字量输出模块，数据库的输入端与放大输出电路的输出端连接，数据库的输出端与校正模块的输入端连接，校正模块的输出端与模拟量输出模块或数字量输出模块连接。本申请提供的接近传感器为带有mcu的数字型智能接近传感器，通过mcu对放大输出电路输出的电压值进行校正，以获得更高的精度与线性度；另外，mcu的数据库可存储多种金属材料多个距离对应的输出电压值，通过数据库存储的输出电压值对测量获得的输出电压值进行校正，降低输出误差，以适应多种金属材料的测量，并对不同金属的保持精度和线性度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为示例性的现有电感式接近传感器的结构图；图2为示例性的现有电感式接近传感器的位移-电压输出图；图3为本申请实施例提供的智能化模拟量电感式接近传感器的结构图；图4为本申请实施例提供的智能化模拟量电感式接近传感器中mcu的结构图；图5为本申请实施例提供的智能化模拟量电感式接近传感器的位移-电压输出图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。如图1所示，现有的电感式接近传感器包括振荡器100、检波器200与放大输出电路300，振荡器100在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，被测金属物体吸收了振荡器100的能量，使振荡减弱以至停振；检波器200检测振荡器100的振荡幅值，将振荡幅值转换为电信号，之后通过放大输出电路300放大、调理为电压信号输出。但是，由于制造的一致性不同、被测材料特性不同，输出模拟量的精度、线性度误差大，误差达到±10-20％，如图2所示，导致电感式接近传感器测量精度较低。为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种智能化模拟量电感式接近传感器，该传感器为带有mcu的数字型智能传感器，可智能化建立多种金属材料的数据库，对于不同金属的测量保持精度和线性度，从而提高传感器的测量精度。如图3、图4所示，本申请实施例提供的智能化模拟量电感式接近传感器包括依次电连接的振荡器100、检波器200、放大输出电路300及mcu400，其中，振荡器100靠近接近传感器的检测面，且振荡器包括电感线圈l与电容c，电感线圈l与电容c并联连接，以在传感器的检测面产生一个交变电磁场。当金属物体接近传感器检测面时，被测金属物体吸收了振荡器100的能量，使振荡减弱以致停振，检波器200根据振荡器100的振荡幅值将其转换为电信号，之后通过放大输出电路300将电信号放大、调理为电压信号输出。mcu400设有数据库401、校正模块402、模拟量输出模块403与数字量输出模块404，数据库401的输入端与放大输出电路300的输出端连接。虽然接近传感器会受材料老化、极端天气、空气湿度等因素的影响，但是在常规环境下和使用年限内，这方面的因素导致的测量误差很小，因此为了提高传感器的测量精度，给每个传感器预先用激光测距仪等手段，对每个传感器进行校核，对于一种金属材料，测量出多个距离对应的输出电压值，将这些输出电压值作为标准值存储于数据库401中。数据库401的输出端与校正模块402的输入端连接，当传感器检测被测金属时，经过振荡器100、检波器200与放大输出电路300输出电压值后，该输出电压值输出至校正模块402，校正模块402获取同一检测条件(同一金属材料与同一检测距离)的输出电压值，之后校正模块402将该输出电压值与数据库401中的输出电压值进行比较，若两者相同，则输出该输出电压值；若两者不相同，则输出数据库中的输出电压值。本示例中，传感器针对目标材料在量程范围内测量出750/7500个或更多实测点数据，形成一个数据库，每一个距离值对应一个电压值，如表1所示。表1传感器位移-电压输出表位移(mm)原输出电压(v)校正后输出电压(v)00.0350.0350.10.480.480.20.650.570.31.130.680.41.580.930.51.861.270.62.331.50.72.751.680.83.031.910.93.332.2713.662.421.13.842.731.24.233.081.34.423.441.44.783.531.54.913.671.65.224.11.75.434.241.85.624.481.95.74.8625.755校正模块402对输出电压值进行校正后，传感器的位移-电压输出曲线如图5所示，具有精度高、线性度好的特点，使得该传感器的精度度达到0.1mm/0.01mm，量程为0-75mm，以满足现在工业环境的需求。本示例中，利用激光测距仪预先测量位移与电压关系，测距测距仪的精度达到了0.001mm甚至更高，远超过了电感式传感器需求的精确度。因此将经过激光测距仪校核过的传感器测量得到的电压至存储至数据库中，校正模块402再根据数据库中的电压值校正实时测量到的电压输出值，极大地提高了传感器的测量精度。校正模块402的输出端与模拟量输出模块403或数字量输出模块404连接，即校正模块402校正后输出的电压值可通过模拟量输出模块403输出，输出0-5v/0-10v/4-20ma电流，满足模拟量输出的需求。本示例中，接近传感器还设有rs485接口或can接口，rs485接口或can接口与模拟量输出模块403连接。用模拟量输出模块403输出每一组模拟量时都需要数据接口，用rs485接口或can接口，可以通过通讯总线的形式输出模拟量，阶跃控制设备(plc/pc)的数据接口。校正模块402校正后输出的电压值也可通过数字量输出模块404输出，抗干扰能力强，节约上位机(plc/pc)的设备成本。从而使得该接近传感器具有模拟量输出与数字量输出功能，以适应工业测量的不同需求。本示例中，该接近传感器还包括蓝牙模块或wifi模块，数字量输出模块与蓝牙模块或wifi模块连接，使得该传感器不仅可以按照预设的数据库独立运算处被测金属物体的位移所对应的精确电压值或直接数字化输出，还可以将测量到的电压值通过蓝牙模块或wifi模块上传到云端，方便用户查看、储存与备份。本示例中，接近传感器为一体化结构，也就是说，目前接近传感器的振荡器、检波器与放大输出电路均位于传感器的外壳内，本申请提供的mcu也设置于外壳内，而不是接近传感器外接mcu，以使该智能化电感式接近传感器更适应工业环境的需求。本申请实施例提供的接近传感器不仅可为电感式接近传感器，也可为电容型接近传感器，只是将传感器的传感元件从电感变为电容，从而使得电容式接近传感器获得更高的精度与线性度。本申请实施例提供的智能化模拟量电感式接近传感器为带有mcu的数字型智能传感器，可智能化建立多种金属材料的数据库，mcu通过数据库中输出电压值的标准值对测得的电压输出值进行校正输出，达到了测量不同的金属输出一致数据的目的，使得校正后的电压曲线具有精度高、线性度好的特点，减少传感器测量误差，从而以更廉价的方法使传感器获得更高的精度与线性度；另外，该接近传感器还可选数字量输出，抗干扰能力强，节约了上位机的设备成本。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本
技术领域：
中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。当前第1页12