基于磁致伸缩原理的位置传感器设计

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目前市面上常见的位置传感器大多数可分为电容式、电阻式和光栅式等,然而这些种类的传感器检测精度相对较低,已经不足以满足工业上的需求。基于磁致伸缩原理的位置传感器具有较高的精度和稳定性,采用非接触式结构提高了耐久度,同时能够应用于各种恶劣的工业环境下。因此,研究基于磁致伸缩原理的位置传感器具有十分重大的意义。本文基于磁致伸缩原理设计了一种价格相对低廉、结构简单并且精度较高的短距离位置传感器,期间主要完成的内容有:(1)介绍磁致伸缩位置传感器的研究意义,通过与其他种类位置传感器以及国内外传感器研究现状进行对比,体现设计出的磁致伸缩传感器的优缺点。说明磁致伸缩传感器的工作原理,搭建传感器的机械结构,根据影响因素选择最优的波导丝材料、感应线圈以及移动磁铁等重要部件。其中最重要的波导丝通过材料的对比,选用了铁氧体材料进行制作。(2)传感器以PIC单片机为核心系统,从硬件和软件两个模块展开设计。总体的硬件模块由模拟电路和数字电路组成,模拟电路用于提供电源以及信号的发射和接收,数字电路用于发出激励脉冲信号以及测量时间。软件模块可以分为初始化模块、激励脉冲发射模块、信号转换模块以及数字脉冲输出模块。(3)设计完成之后,对传感器进行全方位的调试和检验,使用示波器观察单片机输出的PWM脉宽是否与移动磁环在波导丝上的位置成正比。通过计算传感器的线性度等静态特性,证明本文设计的传感器对实际生产具有重要理论参考意义。
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