一種差動(dòng)變壓器式直流位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種差動(dòng)變壓器式直流位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]差動(dòng)變壓器式直流位移傳感器(又稱(chēng)LVDT位移傳感器),主要由不銹鋼管以及裝設(shè)于不銹鋼管內(nèi)的線(xiàn)圈、鐵芯、拉桿和電子線(xiàn)路等構(gòu)成,其通過(guò)一次線(xiàn)圈與二次線(xiàn)圈之間的弱電磁藕合,使得鐵芯的位移變化量與輸出電訊號(hào)(電壓或電流)變化量呈精密線(xiàn)性關(guān)系,可以直接把機(jī)械變化量轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電訊號(hào)供給電腦數(shù)據(jù)采集或PLC進(jìn)行過(guò)程控制,因其所具有的較強(qiáng)抗干擾能力、行程大、精度高、穩(wěn)定性好、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航天、航空、電力、石油化工、機(jī)械、軍工、紡織、汽車(chē)、煤炭、地震監(jiān)測(cè)、高等院校及科研院所等領(lǐng)域,以作為位移、距離、伸長(zhǎng)、移動(dòng)、厚度、振動(dòng)、膨脹、液位、壓縮,應(yīng)變等等物理量的檢測(cè)和分析的有力工具。
[0003]然而,現(xiàn)有的直流位移傳感器由于受本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足以及電子線(xiàn)路設(shè)置不合理等因素的限制,導(dǎo)致其普遍存在如下問(wèn)題:1、對(duì)工作電源的穩(wěn)定性及精度要求較高,無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)使用;2、在應(yīng)用于高溫、野外或井下等惡劣環(huán)境中時(shí),無(wú)法保證測(cè)量精度;
3、由于在結(jié)構(gòu)裝配時(shí)存在一定的結(jié)構(gòu)誤差,導(dǎo)致測(cè)得的位移量與實(shí)際測(cè)量長(zhǎng)度存在誤差,進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性;4、隨著工業(yè)生產(chǎn)和控制技術(shù)的發(fā)展,被控制對(duì)象用需要的測(cè)控點(diǎn)和測(cè)控參數(shù)越來(lái)越多,對(duì)測(cè)量的復(fù)雜程度、精度及可靠性的要求不斷提高,現(xiàn)有的直流位移傳感器已無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜系統(tǒng)的測(cè)量需求。
[0004]因此,如何對(duì)現(xiàn)有的直流位移傳感器提出改進(jìn)方案,是目前行業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實(shí)用新型的目的在于一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、測(cè)量精度高、能夠被應(yīng)用于各種惡劣環(huán)境中并滿(mǎn)足復(fù)雜的控制系統(tǒng)的使用要求的差動(dòng)變壓器式直流位移傳感器。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種差動(dòng)變壓器式直流位移傳感器,它包括屏蔽管、對(duì)中地裝設(shè)于屏蔽管內(nèi)的鐵芯、通過(guò)鎳基釬焊料焊接于鐵芯外端上的拉桿、環(huán)繞鐵芯分布并貼附于屏蔽管內(nèi)壁上的線(xiàn)圈繞組組件、電性連接于線(xiàn)圈繞組組件的次級(jí)線(xiàn)圈與初級(jí)線(xiàn)圈之間的變送器以及電性連接于變送器的輸出端的信號(hào)輸出組件;
[0008]所述變送器包括若干個(gè)驅(qū)動(dòng)波調(diào)節(jié)器件和一個(gè)AD598型信號(hào)調(diào)理器,所述信號(hào)調(diào)理器的第二引腳和第三引腳分別連接線(xiàn)圈繞組組件的初級(jí)線(xiàn)圈的兩端、第十引腳和第十一引腳分別連接線(xiàn)圈繞組組件的次級(jí)線(xiàn)圈的兩端;所述信號(hào)輸出組件連接于信號(hào)調(diào)理器的輸出引腳;
[0009]所述驅(qū)動(dòng)波調(diào)節(jié)器件包括連接于信號(hào)調(diào)理器的第四引腳與第五引腳之間的第一電阻、連接于信號(hào)調(diào)理器的第六引腳和第七引腳之間的第一電容、連接于信號(hào)調(diào)理器的第八引腳和第九引腳之間的第二電容、連接于信號(hào)調(diào)理器的第十二引腳與第十三引腳之間的第三電容、連接于信號(hào)調(diào)理器的第十四引腳與第十五引腳之間的第四電容以及連接于信號(hào)調(diào)理器的第十五引腳與第十六引腳之間的第二電阻。
[0010]優(yōu)選地,所述信號(hào)輸出組件包括用于將信號(hào)調(diào)理器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換及濾波處理的模數(shù)變換器、用于對(duì)模數(shù)變換器輸出的信號(hào)進(jìn)行精度處理的微控制器、用于將微控制器輸出的信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行對(duì)外輸送的網(wǎng)絡(luò)控制器以及用于對(duì)微控制器輸出的信號(hào)進(jìn)行二次數(shù)模轉(zhuǎn)換處理的電平轉(zhuǎn)換器。
[0011]優(yōu)選地,所述微控制器為AD μ C845型單片機(jī),所述網(wǎng)絡(luò)控制器為RTL8019AS型以太網(wǎng)卡芯片。
[0012]優(yōu)選地,所述電平轉(zhuǎn)換器包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電平轉(zhuǎn)換電路,所述電平轉(zhuǎn)換電路通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接于微控制器的輸出端,所述電平轉(zhuǎn)換電路包括一 0Ρ-07型運(yùn)算放大器。
[0013]優(yōu)選地,所述屏蔽管內(nèi)還設(shè)置有一復(fù)位彈簧,所述復(fù)位彈簧的一端與屏蔽管的內(nèi)壁相連、另一端固定于鐵芯的內(nèi)端面上。
[0014]優(yōu)選地,所述鐵芯由高導(dǎo)磁鐵鎳合金制成,所述拉桿由SUS321型不銹鋼制成,所述線(xiàn)圈繞組組件的次級(jí)繞組由采用臺(tái)階式繞法的漆包線(xiàn)繞制而成。
[0015]由于采用了上述方案,本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)變送器的電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,保證變送器能夠輸出高精度的模擬信號(hào)(即與位移量對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)),利用鎳基釬焊料將鐵芯與拉桿焊接為一體,可保證整個(gè)傳感器的抗震和抗沖擊能力,以適應(yīng)惡劣環(huán)境的使用要求;而通過(guò)對(duì)信號(hào)輸出組件的優(yōu)化則可保證傳感器能夠適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)的測(cè)量需求,如同時(shí)將信號(hào)以傳統(tǒng)的模擬信號(hào)進(jìn)行輸出及利用以太網(wǎng)將信號(hào)直接輸出至上位機(jī)等;其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、適用范圍廣、測(cè)量精度高,具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)控制原理圖;
[0018]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的電平轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0020]如圖1至圖3所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種差動(dòng)變壓器式直流位移傳感器,它包括由高導(dǎo)磁材料制成的屏蔽管1、對(duì)中地裝設(shè)于屏蔽管1內(nèi)的鐵芯2、通過(guò)鎳基釬焊料焊接于鐵芯2外端上的拉桿3、環(huán)繞鐵芯2分布并貼附于屏蔽管1內(nèi)壁上的線(xiàn)圈繞組組件(主要由骨架、初級(jí)線(xiàn)圈4和次級(jí)線(xiàn)圈5構(gòu)成)、電性連接于線(xiàn)圈繞組組件的次級(jí)線(xiàn)圈5與初級(jí)線(xiàn)圈4之間的變送器以及電性連接于變送器的輸出端的信號(hào)輸出組件;其中,變送器包括若干個(gè)驅(qū)動(dòng)波調(diào)節(jié)器件和一個(gè)AD598型信號(hào)調(diào)理器U1,信號(hào)調(diào)理器U1的第二引腳和第三引腳分別連接線(xiàn)圈繞組組件的初級(jí)線(xiàn)圈4的兩端、第十引腳和第十一引腳分別連接線(xiàn)圈繞組組件的次級(jí)線(xiàn)圈5的兩端;而信號(hào)輸出組件連接于信號(hào)調(diào)理器U1的輸出引腳;驅(qū)動(dòng)波調(diào)節(jié)器件主要是使信號(hào)調(diào)理器U1產(chǎn)生一用于驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈繞組組件的初級(jí)線(xiàn)圈4動(dòng)作的正弦波激勵(lì)信號(hào)并對(duì)正弦波激勵(lì)信號(hào)的頻率和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,其包括連接于信號(hào)調(diào)理器U1的第四引腳與第五引腳之間的第一電阻R1、連接于信號(hào)調(diào)理器U1的第六引腳和第七引腳之間的第一電容C1、連接于信號(hào)調(diào)理器U1