CN107294520A - 一种电感式接近开关温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及接近开关技术领域,具体涉及一种电感式接近开关温度补偿方法,电感式接近开关包括依次串联连接的振荡电路、F/V转换电路、放大电路和处理器单元,振荡电路输出的信号经过所述F/V转换电路、放大电路后产生直流电压;处理器单元内部设有ADC模块,且处理器单元电性连接温度模块,存储单元和模式选择模块;模式选择模块包括校准模式和工作模式;在校准模式下,采集各个温度区振荡电路电压值,作为比较阈值,在工作模式下测量实际振荡电路电压值,与比较阈值比较,判定目标物与电感式接近开关距离是否在设定距离范围内,如果是,电感式接近开关则输出有效信号给执行机构。本发明优点在于:方法简单易行,且能做到精确校准。
Description
技术领域
本发明涉及接近开关技术领域,具体涉及一种电感式接近开关温度补偿方法。
背景技术
接近开关在工业自动化设备中主要起检测到位和有无作用,由于其采用非接触式检测,重复精度高,响应快等优点,得到了广泛应用。
电感式接近开关传感器包含了一个LC振荡,LC振荡产生AC交流电磁场,在遇到金属(如铁,不锈钢等),会在金属表面会产生电涡流,电涡流会产生能量损耗导致LC振荡幅度减小甚至停振。后级电路会对振幅进行检测,当幅值减小到一个预设值,此时传感器就判断有目标进入设定距离范围内,输出有效信号给执行机构。
LC振荡幅值受LC的Q值影响,所谓Q值是评断振荡电路单位周期存储能量的能力,其表达式为:如果Q值高,振荡的幅值就更大,反之就小。Q值与很多因素有关,如电感的直流电阻,感值,频率,磁芯,电容的介质,温度等等。当温度变化,振荡电路Q值也会变化,当温度变低,Q值变高,反之亦然。基于电感接近开关的原理,其检测距离必然受温度的影响很大,故需要进行温度补偿。
目前的传感器基本采用NTC电阻进行温度补偿,其调试困难,基本上是靠经验和尝试的方法去做试验得到NTC阻值和B值,而且很难做到一致性好。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种电感式接近开关温度补偿方法,采用数字式温度校准的方法,先进行各个温度区数字采集,并将采集结果与温度并行存储,实际工作时通过查表法找到对应的温度区阈值,然后进行比较判定,其方法简单易行,且能做到精确校准。
一种电感式接近开关温度补偿方法,电感式接近开关包括依次串联连接的振荡电路、F/V转换电路、放大电路和处理器单元,所述振荡电路输出的信号经过所述F/V转换电路、所述放大电路后产生直流电压;所述处理器单元内部设有ADC模块,且处理器单元电性连接温度模块,存储单元和模式选择模块;模式选择模块包括校准模式和工作模式;
将模式选择为校准模式:
(1)将目标物放置在感应触发点位置上;
(2)系统放置在高低温试验箱,调整高低温试验箱工作温度至电感式接近开关最低工作温度,处理器单元采集振荡电路电压值以及温度模块的数据,将振荡电路电压值以及温度模块的数据存放到存储单元内;
(3)调整高低温试验箱工作温度升高一定温度,并完成步骤(2);
(4)重复步骤(3),直至高低温试验箱工作温度至电感式接近开关最高工作温度;
(5)通过以上一个完整的采集,所有温度区对应的振荡电路电压值都采集出来了,此振荡电路电压值即为比较阈值,当目标物靠近传感器时,如果振荡电路输出电压变大,则实际振荡电路输出电压值超过此比较阈值时,电感式接近开关输出有效信号给执行机构;如果振荡电路输出电压变小,则实际振荡电路输出电压值低于此比较阈值时,电感式接近开关输出有效信号给执行机构;
将模式选择为工作模式:
所述处理器模块采集温度模块数据,通过查表法找到存储单元内所对应的温度区的振荡电路电压值,然后与实际测得的振荡输出电压值进行比较,即可判定目标物与电感式接近开关距离是否在设定距离范围内,如果是,电感式接近开关则输出有效信号给执行机构。
本发明的有益效果在于:采用数字式温度校准的方法,先进行各个温度区数字采集,并将采集结果与温度并行存储,实际工作时通过查表法找到对应的温度区阈值,然后进行判定。其方法简单易行,且能做到精确校准。
附图说明
图1是本发明电感式接近开关电路原理图。
图2是本发明处理器单元工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种电感式接近开关温度补偿方法,如图1所示,电感式接近开关包括依次串联连接的振荡电路、F/V转换电路、放大电路和处理器单元,所述振荡电路输出的信号经过所述F/V转换电路、所述放大电路后产生直流电压。所述直流电压跟目标与磁芯距离、磁芯温度有关。
如图2所示,为本发明处理器单元工作流程图,处理器单元内部设有ADC模块,且处理器单元电性连接温度模块,存储单元和模式选择模块。ADC模块用于采集放大电路输出的电压。模式选择模块包括校准模式和工作模式。
1.将模式选择为校准模式:
(1)将目标物放置在感应触发点位置上(如电感式接近开关感应距离为5cm,则把目标物放在距磁芯5cm位置处);
(2)系统放置在高低温试验箱,调整高低温试验箱工作温度至电感式接近开关最低工作温度,处理器单元采集振荡电路电压值(ADC模块采集的AD值)以及温度模块的数据,将振荡电路电压值以及温度模块的数据存放到存储单元内;
(3)调整高低温试验箱工作温度升高一定温度(如5℃),并完成步骤(2);
(4)重复步骤(3),直至高低温试验箱工作温度至电感式接近开关最高工作温度;
(5)通过以上一个完整的采集,所有温度区对应的振荡电路电压值都采集出来了,此振荡电路电压值即为比较阈值,当目标物靠近电感式接近开关的磁芯,电压值超过或小于此振荡电路电压值(当目标物靠近传感器时,振荡器输出电压变大还是变小由电路结构决定,如果是变大,则电压值超过此振荡电路电压值触发,如果是变小,则电压值小于此振荡电路电压值触发),即能判定目标物至电感式接近开关距离小于设定距离,电感式接近开关输出有效信号给执行机构。
2.将模式选择为工作模式:
处理器模块采集温度模块数据,通过查表法找到存储单元内所对应的温度区的振荡电路电压值(比较阈值),然后与实际测得的振荡输出电压值进行比较,即可判定目标物与电感式接近开关距离是否在设定距离范围内,如果是,电感式接近开关则输出有效信号给执行机构。
本发明采用数字式温度校准的方法,先进行各个温度区数字采集,并将采集结果与温度并行存储,实际工作时通过查表法找到对应的温度区阈值,然后进行判定。其方法简单易行,且能做到精确校准。
该方法相对以前的NTC电阻补偿简单可靠,精度高,且易于控制。在大批量生产时候可以将多个样品的平均数据复制到产品里。离散型器件,如磁芯,如果需要很高的精度,可以按前述方法进行批量校准。
图2中的注1含义:当目标物靠近传感器时,振荡器输出电压变大还是变小由电路结构决定,本案例图2中是变大的情况,如果是变小的情况,流程图中电压值就应该在小于阈值时,输出有效信号给执行机构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种电感式接近开关温度补偿方法,其特征在于:电感式接近开关包括依次串联连接的振荡电路、F/V转换电路、放大电路和处理器单元,所述振荡电路输出的信号经过所述F/V转换电路、所述放大电路后产生直流电压;所述处理器单元内部设有ADC模块,且处理器单元电性连接温度模块,存储单元和模式选择模块;模式选择模块包括校准模式和工作模式;
将模式选择为校准模式:
(1)将目标物放置在感应触发点位置上;
(2)系统放置在高低温试验箱,调整高低温试验箱工作温度至电感式接近开关最低工作温度,处理器单元采集振荡电路电压值以及温度模块的数据,将振荡电路电压值以及温度模块的数据存放到存储单元内;
(3)调整高低温试验箱工作温度升高一定温度,并完成步骤(2);
(4)重复步骤(3),直至高低温试验箱工作温度至电感式接近开关最高工作温度;
(5)通过以上一个完整的采集,所有温度区对应的振荡电路电压值都采集出来了,此振荡电路电压值即为比较阈值,当目标物靠近传感器时,如果振荡电路输出电压变大,则实际振荡电路输出电压值超过此比较阈值时,电感式接近开关输出有效信号给执行机构;如果振荡电路输出电压变小,则实际振荡电路输出电压值低于此比较阈值时,电感式接近开关输出有效信号给执行机构;
将模式选择为工作模式:
所述处理器模块采集温度模块数据,通过查表法找到存储单元内所对应的温度区的振荡电路电压值,然后与实际测得的振荡输出电压值进行比较,即可判定目标物与电感式接近开关距离是否在设定距离范围内,如果是,电感式接近开关则输出有效信号给执行机构。
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