inductance sensor翻译

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1、数字式电感传感器的设计翻译：测仪111班张晏菱10111733摘要——由于电感传感器简单的结构、可靠性和高精度性，它常用于位移、压力的测量。电感传感器通常采用交流电桥作为将传感器的电感转化成交流电压信号的转换电路，因此很难直接为使用者进行数字处理。此论文介绍了一种带有数字接口的转换电路。这种电路可以将由电感传感器产生的电感信号转换成一种RS232系列的数字信号。此外，这种电路可以独立提供激励源而且无需外界提供激励，因此这让传感器的使用更为简单。带有这种转换电路的传感器可以实现被测量的数字输出。对于这种不同类型的电感传感器，只有电路元件的少数参量需要被改进，所以这种数字类型的电感

2、传感器有更高的实用性。关键词——数字式电感传感器，转换电路，RS232系列数字信号，激励信号一、引言由于电感传感器简单的结构、可靠性和高精度性，它常用于位移、压力的测量。电感传感器通常采用交流电桥作为将传感器的电感转化成交流电压信号的转换电路，因此很难直接为使用者进行数字处理。此外，这种电桥需要激励源，因此传感器的使用更为不便。此论文介绍了一种带有数字接口的转换电路。这种电路可以将由电感传感器产生的电感信号转换成一种RS232系列的数字信号。这种电路里的单片机可以产生方波。在滤波和放大之后，它充当起激励的作用，所以不再需要外界提供激励，这让它的应用更为简便。带有这种转换电路的电

3、感传感器可以实现被测量的数字化输出。对于这种不同类型的电感传感器，只有电路元件的少数参量需要被改进，所以这种数字类型的电感传感器有更高的实用性。二、硬件设计A、数字式电感传感器的组成数字式电感传感器包括电感传感器和转换电路，如图1。转换电路包括C8051F002单片机、滤波放大电路、电压电平调节电路、直流-直流独立电源模块P1和一个RS232接口。图1中的数字式电感传感器L1和L2的工作原理在于电感传感器线圈的两个电感器。为了减少温度误差、增加灵敏度并提高线性度，电感传感器通常用于差分方式。工作时，两个线圈应该被提供激励电源。单片机U1采用的是C8051F002型。这种单片机包

4、含32K的闪速存储器、12位的四输入通道的A/D转换器、PCA0、高精度内置2.4V参考电压、内置振荡器和异步通信接口。单片机内部的A/D转换器用于测量差动电感传感器的L1、L2的交流电压信号。PCA0的装配是用来运转频率输出模式并通P0.1产生一个方波信号。这个方波信号在经过滤波和放大电路的滤波与放大后，充当起电感传感器的激励源的作用。异步通信接口通P0.2和P0.3执行通信[3]。滤波和放大电路包含由电阻和电容构成的滤波器和运算放大器构成的放大器[4]。由单片机产生的方波输出信号被光电耦合器U4隔离，并被送入滤波放大电路。在经过滤波和放大之后，方波信号变成了正弦波信号。由于

5、方波信号中的直流电压成分，R8和R5的比值应该被调整为可以使放大器输出信号为运行功率一半的直流电压成分，以保证放大器的直流工作点恰好在运行功率的一半。放大器输出信号中的直流电压成分在通过电容器C7被滤波，输出的正弦波信号被送入差动电感传感器，并充当了两个线圈的激励。正弦波信号的振幅可以通过选择R9的阻值而改变[5]，所以L1或L2上所加的交流电压信号的最大幅值可以被设定在1.2V以内。电压电平调节电路包含1.2V的参考电压发生器D1、电阻R1和电容C1。L1或L2两者之一的一端通过CMOS继电器J1连在电压电平调节电路上，以使L1或L2上的交流电压信号增加至1.2V。因此，L1

6、或L2上的两极信号就变成了单极信号，从而满足了单片机A/D转换器的要求[6]。DC-DC孤立电源模块P1是用于对单片机提供+3.3V电压，同时使单片机的电源的地与激励信号的地相分离。单片机的P0.2和P0.3是异步通信接口的TX和RX，且通信速率可以由内部寄存器设定。由于异步通信接口不能远距离传送数据，就需要利用RS232电路将来自异步串行通信接口的数据转变为标准化的RS232系列通信形式。此处我们选用的RS232接口芯片是MAX232（U2），它的最大传输距离可达15米，因此它可以满足普通远程传输的要求。B.工作原理当数字式电感传感器工作时，单片机的P0.1口持续发出方波信号

7、。在经过滤波和放大之后，信号变成了正弦波信号并被送入差动传感器的两个线圈。所以有线圈L1和L2上的交流电压下降U1和U2。当继电器J1将L1的一端连接到电压电平调节电路时，单片机会测量电压U1；当继电器J1将L2的一端连接到电压电平调节电路时，单片机会测量电压U2。已知U1/U2=L1/L2。在工作过程中，当被测量变化时，电感L1将随着L2的增加（减小）而增加（减小），所以L1与L2的比值与被测量有一定的关联。这就说明了U1与U2的比值与被测量也相关。因此被测量可通过单片机计算和推倒U1和U