CN104089568A - 一种隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器 - Google Patents

Abstract

一种隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器，包括第一层电路板、第二层电路板和第三层电路板，第一层电路板上设置有MCU微处理模块、DA模块、TDC时间采集模块；第三层电路板上设置有检波放大电路、电源模块、脉冲发送电源模块；第二层电路板上设置有整个脉冲发送模块。本发明的测量精度和可靠性较高，设置单独的脉冲发送电源给脉冲发送模块供电，有利于系统的稳定工作。

Description

一种隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器

技术领域

本发明涉及一种隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器。 

背景技术

磁致伸缩位移传感器主要由测杆、电子仓、套在测杆上的非接触的位置磁环和相应的电路板组成。工作时，电子仓发送一个电流激励脉冲至波导丝回路，该脉冲会在波导丝周围形成环形磁场。该磁场与位置磁环产生的磁场相遇时，由于磁致伸缩的作用，波导丝内会产生一个扭转应力波脉冲信号。扭转应力波以约2800m/s的速度从位置磁环所在的位置沿着波导丝传回至电子仓内并被检波装置记录下来。记录下激励脉冲与检波装置接收信号的时间差，结合扭转应力波在波导丝中的传播速度，即可确定位置磁环与基准点之间的距离。 

磁致伸缩位移传感器广泛应用于冶金设备、风能发电、工程机械、橡胶机械、港口机械、注塑机、新能源以及其他工业自动化领域，为用户提供实时、连续、可靠、精确的直线位移测量。 

现有的磁致伸缩位移传感器的电路板包括第一层电路板、第二层电路板和第三层电路板，第一层电路板设置有电源模块、MCU微处理模块（MCU：Micro Control Unit，微控制单元）、DA模块（将数字信号转换成模拟信号的模块，D即数字信号，A即模拟信号）；TDC时间采集模块（TDC：Time-to-Digital Converter，时间数字转换器），第二层电路板设置有部分脉冲发生模块；第三层电路板设置有部分脉冲发生模块，检波放大电路。现有的磁致伸缩位移传感器的脉冲发送模块分布在第二层和第三层电路板上，脉冲电流没有就近传输；且部分脉冲发送模块与检波放大电路模块设置在同一层电路板上，系统工作时，脉冲发送模块不停地发出高频的脉冲电流，高频的脉冲电流会对周围产生电磁干扰，尤其会对同层电路板上的检波放大电路模块产生明显的干扰（检波放大电路模块的作用是对微小信号起放大作用，由于采集的是微小信号，所以对干扰很敏感），从而影响传感器的测试精度和可靠性。 

另外，现有的磁致伸缩位移传感器脉冲发送模块发送脉冲时需要一定的能量，在产生脉冲的时候会消耗大量电源能量，由于脉冲发送模块跟其它模块从同一个电源模块取电，发送脉冲时会拉低整个电源模块的电压幅值，对系统的稳定工作产生不利影响。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种测量精度高，可靠性高的隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器。 

本发明进一步所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种设有脉冲发送电源模块，有利于系统稳定工作的隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器，包括第一层电路板、第二层电路板和第三层电路板，所述第一层电路板上设置有MCU微处理模块、DA模块、TDC时间采集模块；所述第三层电路板上设置有检波放大电路、电源模块；所述第二层电路板上设置有整个脉冲发送模块。 

进一步，所述第三层电路板上还设置有脉冲发送电源模块。 

进一步，所述脉冲发送模块包括波导丝驱动电路、起始脉冲和返回脉冲。 

与现有技术相比，本发明的优点如下： 

（1）第二层电路板设置有整个脉冲发送模块，脉冲电流能够就近传输，且脉冲发送模块与系统其他模块隔离，尤其是与设置在第三层电路板上的检波放大电路模块隔离，能够减少脉冲发送时对系统其他模块的电磁干扰，特别是减少脉冲发送时对检波放大电路模块的电磁干扰，从而有效提高本发明的测量精度和工作可靠性。

（2）对脉冲发送模块设置单独的脉冲发送电源模块，减少脉冲发送时对其他模块产生供电不足的影响，有利于系统的稳定工作。 

附图说明

    图1是本发明实施例的系统各模块分布图。 

图2是本发明实施例的电路原理框图。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。 

参照图1，本实施例包括第一层电路板1、第二层电路板2和第三层电路板3，所述第一层电路1上设置有MCU微处理模块、DA模块、TDC时间采集模块；所述第二层电路板2上设置有整个脉冲发送模块；所述第三层电路板3上设置有检波放大电路、电源模块、脉冲发送电源模块，所述脉冲发送模块包括波导丝驱动电路、起始脉冲和返回脉冲。 

参照图2，本实施例中，电源模块给系统提供所需的驱动电压；MCU微处理模块发出问询起始脉冲，通过波导丝驱动电路的放大形成电流驱动脉冲流过波导丝回路；磁环所在位置产生磁致伸缩现象形成返回波，并被检波放大电路采集处理形成返回脉冲，然后将返回脉冲送至TDC时间采集模块；TDC时间采集模块计算出起始脉冲与返回脉冲直接的时间差，并送回给MCU微处理模块；MCU微处理模块根据TDC时间采集模块返回的时间，计算出对应的距离，送给DA模块输出模拟信号。 

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。 

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。 

Claims (3)

1.一种隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器，包括第一层电路板（1）、第二层电路板（2）和第三层电路板（3），所述第一层电路板（1）上设置有MCU微处理模块、DA模块、TDC时间采集模块；所述第三层电路板（3）上设置有检波放大电路、电源模块；其特征在于：所述第二层电路板（2）上设置有整个脉冲发送模块。

2.如权利要求1所述的隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器，其特征在于：所述第三层电路板（3）上还设置有脉冲发送电源模块。

3.如权利要求1或2所述的隔离脉冲发生电路的磁致伸缩位移传感器，其特征在于：所述脉冲发送模块包括波导丝驱动电路、起始脉冲和返回脉冲。