位移傳感器調(diào)試

1. 用  途

 廣泛應(yīng)用于檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，將機(jī)械位移變換成電脈沖頻率信號(hào)輸出。

除可檢測(cè)單、雙向和動(dòng)、靜態(tài)位移外，附加適當(dāng)機(jī)構(gòu)還可用于測(cè)量拉力、壓力、液位、體積、重量、流量等。該系列傳感器已在國(guó)內(nèi)各行業(yè)廣泛應(yīng)用，1998年曾被北京傳感器協(xié)會(huì)評(píng)為“拳頭”產(chǎn)品。

2. 結(jié)構(gòu)及工作原理

主要由螺管線圈、導(dǎo)桿（銜鐵）、電容、集成塊和外殼、后蓋、插頭座、電纜和密封件等組成，內(nèi)部用導(dǎo)線連成L-C振蕩電路。當(dāng)導(dǎo)桿受被測(cè)物位移而改變其與線圈的相對(duì)位置時(shí)，磁路的磁阻與線圈電感發(fā)生變化，從而改變了電路輸出信號(hào)的頻率。適當(dāng)選擇導(dǎo)桿材料與線圈結(jié)構(gòu)形式，則導(dǎo)桿—線圈中的位移量恰好與輸出信號(hào)頻率變化呈良好的線性關(guān)系。

3. 特點(diǎn)

◇ 原理新穎，輸出頻率信號(hào)，抗干擾；

◇ 與微機(jī)配套，無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換；

◇ 量程寬，靈敏度高，重復(fù)性好，滯后��；

◇ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固可*，封裝嚴(yán)密，抗振防潮，并有防水、防腐和防爆型產(chǎn)品；

◇ 耗電小，對(duì)電源電壓和電纜質(zhì)量要求不高，特別適合遙測(cè)遙控和惡劣環(huán)境下使用。

4. 性能指標(biāo)

◇ 量  程：80mm；

◇ 中心頻率f0：15，（25）KHZ±5%；

◇ 滿量程相對(duì)頻偏f/ f0：6～50%；

◇ 精度：1Hz/mm；

◇ 供電要求：電壓直流5V、12V(±10%～15%)電流1～10mA；

◇ 輸出信號(hào)V0（P-P）≥3V，波形：方波，正弦波（近似）；

◇ 允許電纜長(zhǎng)度：DC12V 0～1000米     DC5V 0～100米；

◇ 零點(diǎn)漂移：通電30分鐘后4小時(shí)或溫度變化10℃不大于0.7倍的基

本誤差；

◇ 耐沖擊加速度≮100g；

◇ 工作溫度：-20～+50℃（-30～+80℃）；

◇ 動(dòng)態(tài)頻響:取決于二次儀表；

5. 使用方法及定貨須知

5.1  二次儀表：可用5位以上數(shù)字頻率計(jì)，單片機(jī)開(kāi)發(fā)的智能測(cè)控儀表

等。

5.2  接線

棕色（1號(hào)）：電源正極

藍(lán)色（2號(hào)）：信號(hào)線

黑色（3和4）：電源負(fù)極

測(cè)試方框圖如下：

5.3   讀數(shù)與數(shù)據(jù)處理：

傳感器測(cè)試靜態(tài)位移時(shí)，可用頻率計(jì)讀數(shù)，由以下公式換算：

ΔS=KΔf

其中：K-為傳感器分辨率，單位mm/Hz，在出廠證明書(shū)中給出，ΔS和Δf 為位移及其對(duì)應(yīng)輸出的頻偏。

當(dāng)然，如果用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，則可以直接打印，而不須換算。

        本傳感器為線性傳感器，其靈敏度系數(shù)K=Δf/ΔP（常數(shù)）。因此，如果因使用條件變化而使零點(diǎn)的中心頻率發(fā)生變化則在額定量程內(nèi)，其K值不變。

6. 位移傳感器調(diào)試

6.1 傳感器實(shí)物圖

 

6.2 傳感器輸出波形

    看到此輸出波形就應(yīng)該知道怎樣讀取傳感器的值，本文采用AVR單片機(jī)的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，運(yùn)用這兩個(gè)模塊很容易就讀出傳感器的值，定時(shí)計(jì)數(shù)程序如下：

#include<mega16.h>

#include<delay.h>

#include<Lcd_AVR16_240128.h>  //液晶頭文件


unsigned int Counter=0; 


void main()

{   


unsigned char Text[]={"定時(shí)脈沖數(shù)"};


 //============液晶初始化========

  LCD_INIT();

  Clear_Screen();

//==============================  


 //TCCR0=0x07;     // T/C0 時(shí)鐘由 T0 引腳輸入，上升沿觸發(fā)

 //TCNT0=0;        //計(jì)數(shù)器0初始值0     T/C0外部計(jì)數(shù)器輸入

 

 //TCCR1A=0x00;

 TCCR1B=0x07;           //外部T1引腳計(jì)數(shù)方式，下降沿驅(qū)動(dòng)

 TCNT1=0;               //計(jì)數(shù)器1初始值0     T/C1外部計(jì)數(shù)器輸入

 

 ASSR=0x00;             //T/C2選擇系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘源 8M

 TCCR2=0x07;            // T/C2工作于定時(shí)方式，1024分頻 ，

 TCNT2=0;

 

 TIMSK|=0x40;         //TC2溢出中斷使能

 #asm("sei");         //開(kāi)總中斷   

 

//Show_Text(0,0,Text2);


while(1)

{   

    Show_Text(0,0,Text);

    Show_Int(0,1,Counter-223);//位移為0mm時(shí)的脈沖數(shù)

    delay_ms(8);      

}


}


interrupt[5]void TC2(void)

{

     Counter = TCNT1;  

     TCNT1=0;                      

} 

6.3  頻率—脈沖—位移關(guān)系

 位移與頻率關(guān)系

位移與定時(shí)脈沖數(shù)的關(guān)系

從實(shí)際測(cè)出的數(shù)據(jù)來(lái)看，位移傳感器的線性度非常好。