磁栅式防水数显卡尺的设计

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1、加12年仪表技术与传．己器2012第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3www.grain17.com磁栅式防水数显卡尺的设计王孝，姜迎春，王玉花，沈传兵(北京航天试验技术研究所，北京100q74)摘要：针对电客传感嚣对介质介电常数敏感，无法工作在液体环境下的缺点，提出了一种基于磁敏电阻的的栅式位移传感嚣设计方案，并设计了相应的位移传感嚣，给出了相关电路结构和机械结构．实现了电路集成。经理论和实验证明：谊传感器具有较高的测量灵敏度和分辨率、较大的测量范围以压良好的防水性能。关键词：磁栅式位移传感器；防水；卡尺中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：10

2、02—1841(2012)03—0001—02DesignofWater-proof'ragCalipersBasedonMagneticGratingTransducerWANGXiao，JIANGYing—chun，WANGYu-hua，SHENChuan-bing(ndjlagInstituteofAerospaceT∞tlngTechnology，＆Ajing100074，China)Abstract：Inviewoftheunmeasureddisadvantageofthecapacitivesensorsundertheliquidcondition，becauseitssens

3、itivitytothedielectricconstantofamedium，anewseHsOFdesignpmjectaccordingtomagneticresistanceW&Spresentedwithmagneticgratingstructure，andtherelativesensorwasdesigned．ItscircuitandmechanicalamhitechtureWereintroduced，andtheintegratingcircuitwasrealizedItisdemonstratedtheoreticallyandexperimentallythatt

4、hiskindofindicatorpossesseshigIlsensitivity，resolu—tionand900dliquidresistanteffect．Keywords：magneticgratingtransducer；waterproofing；caliper0引盲文中提出了一种基于磁敏电阻的的栅式位移传感器设计方案，该传感器测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污和水等介质的影响，在原理上具有真正的防水功能。”1该原理应用于电子卡尺，将解决目前常用的容栅式数显卡尺在潮湿、有润滑油或灰尘等环境下不能使用的问题，拓展数显卡尺的使用领域，为数显卡尺进入制造加工现场创造条件。

5、1磁栅式位移传感器的工作原理南众磁栅式位移传感器结构如图1所示，磁栅条与磁敏电阻组合，构成磁栅位移传感器，其中磁栅条产生周期性变化的栅形田2磁曩电阻位移转换原理磁场，作用于磁敏电阻。8个磁敏电阻构成2个惠斯通电桥，各的节距。电阻之问有固定的位置关系，使得2个电桥之间相差∥2，在未当电桥电源端U、K分别加入H=Kcos“，K=V．sintot加栅形磁场时，电桥输出为零，加入栅形磁场后，随着电桥在磁(式中K为驱动电压幅度，埘为载波频率)的驱动信号时，通过场中位置的不同，两电桥分别输出正弦、余弦的交流电压信号，后续电路进行信号合成，则有以供后续电路加以识别”。]。vo=KXH+K×K磁敏电阻=ksi

6、n(2霄x／A)×匕C089tⅡ+屹cos(2wx／A)X匕sino“，／臣盔翟；翟孕军互乙虿弦盈=kKsin(“+21rx／A)尽要塞蕊翌暴堡墨磁橱条信号的相位(2竹x／A)与位移z呈线性关系，可供后续电路通过鉴相的办法进行分析计算，它构成了磁栅式位移传感器的圈l磁栅位移传蒜器结构图计算原理【4。]。磁敏电阻的位移转换原理如图2所示。2磁栅式防水数显卡尺的设计图中．2个电桥的输出可用下式表达：图3为磁栅式防水数显卡尺的应用原理框图。电路对传S电桥：K=ksin(21rx／A)感器输出的两路信号放大，放大后的信号一路到A／D变换成数C电桥：K=kCOS(2耵x／A)字量，在MCU内用软件的方法

7、计算比值并查表进行细分，另外式中：k为电桥输出幅度；*为相对位移值；A为磁敏电阻一路经整形电路和逻辑电路，提取出位移的方向和位移的节距牧蒋日期：201l一06—14收修改稿日期：2011—12一15鼓，由可逆计数器计数，送到MCU内与细分值结合在一起，形万方数据2InstrumentTechniquemadSensorMaT,2012成完整的位移值，并且送到显示驱动电路进行显示。将磁敏电阻接成2个