AD698解调的电感位移传感器性能提升.pdf

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1、2010钲仪表技术与传感器201O第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9AD698解调的电感位移传感器性能提升张剀，董金平，戴兴建(清华大学工程物理系，北京100084)摘要：AD698信号调理芯片应用于电感位移传感器作为信号处理模块，具有优良的性能。但应用于磁轴承系统位移检测时，需要进一步提升性能指标。针对AD698存在的驱动能力不够、接口电压偏低、带宽偏低等不足，进行了电路方案的优化。保留AD698的解调模块，但置换了它的正弦发生与功率驱动模块。通过应用新的电路设计方案，实现了电感传感器带宽的扩展，并提升了传感器灵敏度。关键词：AD698

2、；电感位移传感器；带宽中图分类号：TH7文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)09—0010—03PerformanceImprovementofInductiveDisplacementSensorBasedonAD698ZHANGKai，DONGJin—ping，DAIXing—jian(EngineeringPhysicsDepartment，TsinghuaUniversity，Beijng100084，China)Abstract：Aninductivedisplacementsensorwithgoodperformancecanbeachiev

3、edusinganAD698chipasitssignalcondi—tioningmodule．Whensuchasensorwasusedinanactivemagneticbearingsystem，itsperformanceshouldbeimproved，becauseofsomedisadvantagessuchasthecurrent—carryingcapabilityislow，theinputvoltagerangeislimited，thebandwidthisnarrow．Sometechniqueswereusedtoimprovethecirc

4、uitperformance．Anewpoweramplifiermoduleandanewsignalgeneratorwereusedtore—placethecorespondingmodulesofAD698．TheyworkedwellwiththedemodulationmoduleofAD698．Withthenewcircuitdesignused，thebandwidthoftheinductivesensorisextendedandthesensorsensitivityisimproved．Keywords：AD698；inductivedispla

5、cementsensor；bandwidth0引言足，需采取措施提升传感器性能。电感式传感器结构简单、线性度好、抗干扰能力强、灵敏度不足包括：高、工作可靠，在位移检测方面具有广泛应用，包括电磁轴承系(1)激励源最大驱动能力50mA，限制传感器信噪比提升。统的位移检测。电磁轴承利用定子上的电磁铁与转子上的铁(2)解调单元A、B口输入电压不得超过3．5V，限制了接磁材料之间的吸力实现支承，需传感器实时测量转子位移。传人信号的幅度。感器精度直接影响轴承精度，属关键部件，性能要求很高，而电(3)调制波最高工作频率20kHz，限制了传感器带宽；而且感传感器是很好的选择。对同一电感探头

6、而言，载波频率低，相同激励电压下，驱动单元电感传感器由电磁线圈探头、铁磁性被测体、线圈激励电损耗较大。路、信号解调电路组成。线圈激励电路提供载波信号，作用于针对不足，采取措施，优化了传感器电路方案。实验结果线圈；线圈与被测体组成调制单元，将被测体位移变化转换为表明：增加功率输出模块，可提升AD698带载能力；通过匹配电线圈阻抗变化，再经电路转换为载波调制信号，解调电路将调路，可扩展其输人接口电压范围，并提升传感器灵敏度；通过增制信号从载波中取出，可获得位移电压信号。而稳定的信号激设高稳定度正弦波发生器，替换AD698正弦驱动单元，并保留励电路及信号解调电路是其关键环节。载波

7、通常是固定频率其解调模块，可使传感器工作于更高载波频率，降低探头线圈正弦波，其频率会限制传感器带宽，带宽通常是载波频率的1／5电感阻抗要求，并实现传感器带宽扩展。～1／10；载波信号应有一定带载能力，驱动电磁线圈，产生足够1基于AD698的半桥式电感位移传感器强度的电磁信号，以保证传感器抗干扰能力；另外，载波的稳定半桥式电感传感器结构简单，出线少。不失一般性，选其性直接影响传感器稳定性。载波确定后，解调电路决定传感器作研究对象。传感器定子由两对线圈构成，线圈差动安装，并的灵敏度、分辨率、稳定度。串接在一起，引出3根