CN107294520B - 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

一种电感式接近开关温度补偿方法
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：
Figure BDA0001327144620000011
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，对应的各振荡电路电压值即为各比较阈值，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，如果振荡电路输出电压变大，则实际振荡电路输出电压值超过所述比较阈值时，则电压值超过所述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；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所述比较阈值时，则电压值小于所述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；
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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