CN109654125B - 一种位移校正装置、磁悬浮轴承系统及其位移校正方法 - Google Patents

一种位移校正装置、磁悬浮轴承系统及其位移校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种位移校正装置、磁悬浮轴承系统及其位移校正方法，该装置包括：基准电路和校正电路；其中，所述基准电路，用于提供基准信号；所述校正电路，用于基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。本发明的方案，可以解决电涡流传感器输出的位置检测信号与轴的位移信号不是线性关系而导致检测准确性差的问题，达到提升检测准确性的效果。

Description

一种位移校正装置、磁悬浮轴承系统及其位移校正方法
技术领域
本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种位移校正装置、磁悬浮轴承系统及其位移校正方法，尤其涉及一种电涡流位移传感器线性校正电路、具有该线性校正电路的磁悬浮轴承系统及其位移校正方法。
背景技术
在磁悬浮轴承系统中，要实现轴的稳定悬浮，需要精密的位置传感器实时检测轴的位置。根据磁悬浮系统的需要，对位置传感器的线性度、分辨率有较高的要求。常见的传感器为电涡流位移传感器。
电涡流传感器分辨率高，但线性量程不足。磁悬浮轴承系统中，轴的轴向位置检测需要较大的传感器量程。在满足量程需要时，电涡流传感器的位置信号输出呈明显的非线性；也就是传感器输出的信号与位移信号不是线性关系，这就导致检测的位置不准确，进而导致悬浮不稳定、悬浮精度差，甚至导致轴碰撞，损坏磁悬浮系统。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种位移校正装置、磁悬浮轴承系统及其位移校正方法，以解决电涡流传感器输出的位置检测信号与轴的位移信号不是线性关系而导致检测准确性差的问题，达到提升检测准确性的效果。
本发明提供一种位移校正装置，包括：基准电路和校正电路；其中，所述基准电路，用于提供基准信号；所述校正电路，用于基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。
可选地，还包括：控制器；所述控制器，用于确定所述线性位移信号是否满足设定阈值；若所述线性位移信号不满足所述设定阈值，则输出调节信号至所述基准电路；所述基准电路，用于基于所述调节信号对所述基准信号进行调节，以得到调节后的基准信号。
可选地，还包括：模数转换器；所述模数转换器，用于将所述线性位移信号进行模数转换后，再输出至所述控制器。
可选地，所述基准电路，包括：调节电阻、第一限流电阻和比较器；其中，所述调节电阻的调节端作为调节信号的输入端，且所述调节电阻连接至所述比较器的同相输入端；所述第一限流电阻也连接至所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接至所述比较器的输出端，且所述比较器的输出端连接至所述校正电路的基准信号输入端。
可选地，所述校正电路，包括：第二限流电阻、第三限流电阻和对数运算电路；其中，所述第二限流电阻，连接在所述基准电路的基准信号输出端与所述对数运算电路的基准信号输入端之间；所述第三限流电阻，连接在待校正的非线性位移信号输出端与所述对数运算电路的待校正信号输入端之间。
可选地，所述对数运算电路，包括：运算放大器和三极管；所述运算放大器和所述三极管搭建形成对数电路；或者，所述对数运算电路，采用对数运算芯片。
可选地，待校正的非线性位移信号，包括：由电涡流传感器检测得到的磁悬浮轴承的轴向位移；其中，在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：待校正的非线性位移信号，包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值；所述基准信号的初始值，包括：设定的最小基准信号。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮轴承系统，包括：以上所述的位移校正装置。
与上述磁悬浮轴承系统相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮轴承系统的位移校正方法，包括：提供基准信号；基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。
可选地，还包括：确定所述线性位移信号是否满足设定阈值；若所述线性位移信号不满足所述设定阈值，则输出调节信号至所述基准电路；基于所述调节信号对所述基准信号进行调节，以得到调节后的基准信号。
可选地，还包括：将所述线性位移信号进行模数转换后，再输出至所述控制器。
可选地，待校正的非线性位移信号，包括：由电涡流传感器检测得到的磁悬浮轴承的轴向位移；其中，在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：待校正的非线性位移信号，包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值；所述基准信号的初始值，包括：设定的最小基准信号。
本发明的方案，通过电涡流位移传感器线性校正电路，可有效地将电涡流传感器输出的非线性位移信号校正为线性信号，可以提升对轴承位移检测的准确性。
进一步，本发明的方案，通过利用对数运算电路，根据采集到的对数电路输出电压自动调整基准电压，使校正电路适用不同的传感器输出，无需更改硬件电路，有效增加了电路适用性，还可以提升磁悬浮的稳定性和可靠性。
进一步，本发明的方案，通过将现有的电涡流传感器输出的非线性信号，通过基于对数运算的电路校正为线性信号；同时通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调，适用范围广，且可靠性高。
由此，本发明的方案，通过将电涡流传感器输出的非线性位移信号校正为线性信号，解决电涡流传感器输出的位置检测信号与轴的位移信号不是线性关系而导致检测准确性差的问题，从而，克服现有技术中位置检测准确性差、影响悬浮稳定性和精准性的缺陷，实现位置检测准确性好、能够提升悬浮稳定性和精准性的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的位移校正装置的一实施例的结构示意图；
图2为本发明的磁悬浮轴承系统的一实施例的轴向传感器检测示意图；
图3为本发明的磁悬浮轴承系统的一实施例的电涡流传感器信号校正效果曲线图；
图4为本发明的磁悬浮轴承系统的一实施例的位移校正电路示意图；
图5为的磁悬浮轴承系统的一实施例的传感器匹配流程示意图；
图6为本发明的位移校正方法的一实施例的流程示意图；
图7为本发明的方法中匹配基准信号的一实施例的流程示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
10-轴；20-电涡流传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种位移校正装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该位移校正装置可以包括：基准电路和校正电路。
具体地，所述基准电路，可以用于提供基准信号，并将所述基准信号输出至校正电路的第一输入端。
例如：如图4所示，增设了可调基准电路，用来调整参考信号，整改电路可自动对参考信号进行调整，从而适用于不同传感器的校正(每个传感器肯定存在差异)。
在一个可选例子中，所述基准电路，可以包括：调节电阻、第一限流电阻和比较器。如图4所示，可调基准电路，可以包括：电阻及运放等器件，用于输出可调的参考电压信号。
具体地，所述调节电阻的调节端作为调节信号的输入端，且所述调节电阻连接至所述比较器的同相输入端。例如：调节电阻的调节端连接至控制器的调节信号输出端，调节电阻的第一连接端接地，且调节电阻的第二连接端连接至比较器的同相输入端。
具体地，所述第一限流电阻也连接至所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接至所述比较器的输出端，且所述比较器的输出端连接至所述校正电路的基准信号输入端。
由此，通过调节电阻、第一限流电阻和比较器，形成基准电路，结构简单，且基准信号可调，使用灵活性好。
具体地，所述校正电路，可以用于基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。
例如：电涡流位移传感器线性校正电路，可有效地将电涡流传感器输出的非线性位移信号校正为线性信号。
例如：可以利用对数运算电路及其特点，根据采集到的对数电路输出电压自动调整基准电压，使校正电路适用不同的传感器输出，无需更改硬件电路，有效增加了电路适用性。
例如：将现有的电涡流传感器输出的非线性信号，通过基于对数运算的电路校正为线性信号。对数运算电路处理前后的信号关系为对数关系，即y＝log(x/a)，y为电路输出信号，x为电路输入信号，a为基准参考信号。
由此，通过基准电路提供基准信号，进而通过校正电路基于该基准信号将待校正的非线性位移信号进行对数运算后，得到校正后的线性位移信号，实现对非线性位移信号的线性校正，结构简单，且校正的精准性好、可靠性高。
在一个可选例子中，所述校正电路，可以包括：第二限流电阻、第三限流电阻和对数运算电路。
具体地，所述第二限流电阻，连接在所述基准电路的基准信号输出端与所述对数运算电路的基准信号输入端之间。
具体地，所述第三限流电阻，连接在待校正的非线性位移信号输出端与所述对数运算电路的待校正信号输入端之间。
例如：利用传感器非线性信号的曲线特性类似于指数函数，将该信号进行对数运算，进而实现线性转换。对数运算电路(或集成对数运算电路)一般包含两个输入电流信号I1、I2，I1为参考信号，I2为待校正的非线性信号。输入输出关系为：Uo＝A·log(I2/I1)，其中A为固定常数。电路对输入的电流信号大小有一定的限制。因此必须对输入信号I1、I2进行处理、匹配才能实现信号的校正。其中，对输入信号I1、I2进行处理、匹配才能实现信号的校正，包括：根据欧姆定律I＝U/R，I1的大小匹配通过Uref及电阻R1来调整，I2的大小根据Ui，选取R2来调整。
例如：由于输入为电流信号，根据对数运算电路(或集成电路)的特点，也可以通过串电阻或其他转换方式，将电压转换为电流信号。对数运算电路、串电阻方式、其他转换方式的作用，都是将电压信号转换为电流信号。其中，串电阻方式的依据是对数运算电路的输入也是运算放大器，根据运算放大器的“虚短”、“虚断”的特点，串电阻可将电压转换为电流信号。如：串电阻方式，可以包括：电压信号串电阻后，由于电阻末端连接运算放大器输入，放大器反相端接地，根据“虚短虚断”，因此电压信号就对应为电流信号i＝U/R。
由此，通过第二限流电阻、第三限流电阻和对数运算电路形成校正电路，结构简单，且可靠、安全。
可选地，所述对数运算电路，可以包括：运算放大器和三极管，所述运算放大器和所述三极管搭建形成对数电路；或者，所述对数运算电路，采用对数运算芯片。
例如：如图4所示，对数运算电路可以是集成电路或者自行搭建的电路，对信号进行对数函数运算。其中，对数运算电路可以采用可对信号进行对数处理的电路或者集成电路。例如：采用运算放大器及三极管搭建的对数电路，或者芯片厂家的对数运算芯片如ADL5303芯片。
由此，通过多种形式的对数运算电路实现对数运行，可以提升对数运算的灵活性和便捷性。
可选地，待校正的非线性位移信号，可以包括：由电涡流传感器(如图2所示的电涡流传感器20)检测得到的磁悬浮轴承(如图2所示的轴10)的轴向位移。
例如：利用电涡流位移传感器线性校正电路，将传感器输出校正为线性信号，提高了线性量程，提高了位置信号检测准确性；电路可满足不同传感器量程的校正需要，避免更改硬件电路。如图4所示，电涡流传感器的非线性信号Ui输入到校正电路，最终输出Uo为线性信号如图3所示的实线。这样，增加了磁悬浮轴承系统电涡流传感器的线性量程，提高了系统的可靠性，电路适用性广。
由此，通过对电涡流传感器检测到的非线性位移信号进行校正，可以实现磁悬浮轴承系统中对轴承位移的精准检测，进而提升悬浮可靠性和精准性。
其中，在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：待校正的非线性位移信号，可以包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值。所述基准信号的初始值，可以包括：设定的最小基准信号。
例如：通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调。
由此，通过基于设定的最小基准信号对电涡流传感器输出的轴向位移的最小值进行初步校正，实现对电涡流传感器的基准信号的匹配，可靠且安全。
在一个可选实施方式中，还可以包括：控制器。
具体地，所述控制器，可以设置在所述校正电路与所述基准电路之间，可以用于确定所述线性位移信号是否满足设定阈值。若所述线性位移信号不满足所述设定阈值，则输出调节信号至所述基准电路。具体使用过程中，所述控制器，还可以用于在确定所述线性位移信号是否满足设定阈值的操作中，若所述线性位移满足所述设定阈值，则完成对待校正的非线性位移信号的测量主体如电涡流传感器的匹配设置。
具体地，所述基准电路，可以用于基于所述调节信号对所述基准信号进行调节，以得到调节后的基准信号。进而，所述校正电路，可以用于基于该调节后的基准信号，再次将待校正的非线性位移信号进行对数运算，以得到再次校正后的线性位移信号。
例如：将电涡流传感器输出的非线性信号通过基于对数运算的电路校正为线性信号；同时通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调，电路可满足不同传感器量程的校正需要，避免更改硬件电路，增加了电路适用性。
由此，通过在确定校正电路输出的线性位移信号不满足设定阈值的情况下，控制基准电路调节基准信号，进而基于调节后的基准信号对待校正的非线性位移信号进行再次校正，从而实现对电涡流传感器的基准信号的匹配，有利于提升匹配的精准性和可靠性。
在一个可选实施方式中，还可以包括：模数转换器。
具体地，所述模数转换器，可以设置在所述校正电路与所述控制器之间，可以用于将所述线性位移信号进行模数转换后，再输出至所述控制器，以便所述控制器确定经模数转换后的线性位移信号是否满足设定阈值。
例如：如图4所示，ADC为模数转换器，采集最终的输出信号Uo。
由此，通过对校正后的线性位移信号进行模数转换后再确定经模数转换后的线性位移信号是否满足设定阈值，可以提升判断的精准性和便捷性。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过电涡流位移传感器线性校正电路，可有效地将电涡流传感器输出的非线性位移信号校正为线性信号，可以提升对轴承位移检测的准确性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于位移校正装置的一种磁悬浮轴承系统。该磁悬浮轴承系统可以包括：以上所述的位移校正装置。
在一个可选实施方式中，本发明的方案，提供一种电涡流位移传感器线性校正电路，可以应用于变频离心式冷水机组的磁悬浮轴承系统。
可选地，本发明的方案中，电涡流位移传感器线性校正电路，可有效地将电涡流传感器输出的非线性位移信号校正为线性信号。
具体地，可以利用对数运算电路及其特点，根据采集到的对数电路输出电压自动调整基准电压，使校正电路适用不同的传感器输出，无需更改硬件电路，有效增加了电路适用性。
其中，对数运算电路处理前后的信号关系为对数关系，即y＝log(x/a)，y为电路输出信号，x为电路输入信号，a为基准参考信号。信号的输入输出关系呈对数曲线，该曲线与传感器信号衰减曲线类似。
在一个可选例子中，本发明的方案，将现有的电涡流传感器输出的非线性信号，通过基于对数运算的电路校正为线性信号；同时通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调。
也就是说，本发明的方案，提出一种电涡流传感器的线性校正电路，将电涡流传感器输出的非线性信号通过基于对数运算的电路校正为线性信号；同时通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调，电路可满足不同传感器量程的校正需要，避免更改硬件电路，增加了电路适用性。
可见，本发明的方案，利用电涡流位移传感器线性校正电路，将传感器输出校正为线性信号，提高了线性量程，提高了位置信号检测准确性；电路可满足不同传感器量程的校正需要，避免更改硬件电路。这样，增加了磁悬浮轴承系统电涡流传感器的线性量程，提高了系统的可靠性，电路适用性广。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图2至图5所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。在磁悬浮轴承系统中，轴的轴向运动如图2所示，轴向可移动的距离为n，即n为轴移动的距离，因此电涡流传感器所需的最小有效量程为n。电涡流传感器的精度较高，但线性量程较小。针对磁悬浮轴承系统的检测距离n，传感器输出信号的变化率随距离的增加明显减小。如图3所示，虚线代表电涡流传感器的输出信号，即虚线表示校正前的电涡流传感器输出信号，实线表示校正后的电涡流传感器输出信号。
在一个可选具体例子中，本发明的校正电路可以如图4所示。在图4中，该校正电路，可以包括：可调基准电路、对数运算电路、MCU采集及控制部分。电涡流传感器的非线性信号Ui输入到校正电路，最终输出Uo为线性信号如图3所示的实线。
就图4所示的校正电路而言，目前没有技术利用对数运算电路对电涡流传感器信号进行校正。除了对数电路，本发明的方案，增设了可调基准电路，用来调整参考信号，整改电路可自动对参考信号进行调整，从而适用于不同传感器的校正(每个传感器肯定存在差异)。
可选地，图4中，可调基准电路，可以包括：电阻及运放等器件，用于输出可调的参考电压信号。
可选地，图4中，对数运算电路可以是集成电路或者自行搭建的电路，对信号进行对数函数运算。其中，对数运算电路可以采用可对信号进行对数处理的电路或者集成电路。例如：采用运算放大器及三极管搭建的对数电路，或者芯片厂家的对数运算芯片如ADL5303芯片。
可选地，图4中，ADC为模数转换器，采集最终的输出信号Uo；MCU为主控制芯片。
在一个可选具体例子中，本发明的方案，利用传感器非线性信号的曲线特性类似于指数函数，将该信号进行对数运算，进而实现线性转换。对数运算电路(或集成对数运算电路)一般包含两个输入电流信号I1、I2，I1为参考信号，I2为待校正的非线性信号。输入输出关系为：Uo＝A·log(I2/I1)，其中A为固定常数。电路对输入的电流信号大小有一定的限制。因此必须对输入信号I1、I2进行处理、匹配才能实现信号的校正。
其中，对输入信号I1、I2进行处理、匹配才能实现信号的校正，包括：根据欧姆定律I＝U/R，I1的大小匹配通过Uref及电阻R1来调整，I2的大小根据Ui，选取R2来调整。
可选地，由于输入为电流信号，根据对数运算电路(或集成电路)的特点，也可以通过串电阻或其他转换方式，将电压转换为电流信号。
具体地，对数运算电路、串电阻方式、其他转换方式的作用，都是将电压信号转换为电流信号。其中，串电阻方式的依据是对数运算电路的输入也是运算放大器，根据运算放大器的“虚短”、“虚断”的特点，串电阻可将电压转换为电流信号。
例如：串电阻方式，可以包括：电压信号串电阻后，由于电阻末端连接运算放大器输入，放大器反相端接地，根据“虚短虚断”，因此电压信号就对应为电流信号i＝U/R。
例如：其他转换方式如专用转换芯片，或者搭建的专用功能电路。
因此，本发明的方案，可以以电压信号为例，输入输出关系为：对于特定的电涡流位移传感器，其输出信号Ui的范围已经确定，即I2范围确定。为了信号实现最佳校正及合理的Uo输出范围，这就需要匹配合适的Uref。例如要使Uo最小输出为0附近，则需调整Uref的值使I1≈I2的最小值，则Uo输出最小值约为Alog1＝0。
以上，已经实现了传感器非线性信号的校正及输出信号范围调整。但是，对于不同的轴承系统，传感器轴向检测距离不同，以及不同的电涡流传感器输出电压范围也不同，则待校正的信号范围就不同。为保证线性校正效果及校正后信号Uo的范围，就需要根据不同的待校正信号匹配调整Uref。为此本发明设计增加了Uo的采样读取及Uref软件控制部分。流程图如图5所示，先使传感器信号Ui为最小值，MCU控制给定初始的Uref值(例如1V)，然后MCU通过ADC信号采集读取Uo的值，判断Uo输出是否满足需要，若不满足，则根据需要的Uo输出范围，控制可调基准电路调整Uref，直到得到想要的Uo，从而实现利用软件进行自动传感器匹配，避免更改硬件电路，提高了校正电路的适用性。
在一个可替代具体例子中，本发明的方案中，基准电路优选为可调基准电路，可以是现有的任何形式的可控输出基准电路，基准电路输出可以是电压信号或电流信号。
例如：本发明的方案中，是以电阻分压，运放跟随的电路为例。其他形式的可控输出电路如可编程信号输出芯片、DAC转换器、可调电阻电压调节电路等
在一个可替代具体例子中，本发明的方案中，线性校正电路的待校正信号不限于电压信号，同样适用于电流信号；电压信号的转换可以是现有的任何形式的电压-电流转换电路。
例如：其他转换方式如专用电压-电流信号转换芯片，或者搭建的专用功能电路。
由于本实施例的磁悬浮轴承系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过利用对数运算电路，根据采集到的对数电路输出电压自动调整基准电压，使校正电路适用不同的传感器输出，无需更改硬件电路，有效增加了电路适用性，还可以提升磁悬浮的稳定性和可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承系统的一种磁悬浮轴承系统的位移校正方法，如图6所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该磁悬浮轴承系统的位移校正方法可以包括：步骤S110和步骤S120。
在步骤S110处，提供基准信号，并将所述基准信号输出至校正电路的第一输入端。
例如：如图4所示，增设了可调基准电路，用来调整参考信号，整改电路可自动对参考信号进行调整，从而适用于不同传感器的校正(每个传感器肯定存在差异)。
在步骤S120处，基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。
例如：电涡流位移传感器线性校正电路，可有效地将电涡流传感器输出的非线性位移信号校正为线性信号。
例如：可以利用对数运算电路及其特点，根据采集到的对数电路输出电压自动调整基准电压，使校正电路适用不同的传感器输出，无需更改硬件电路，有效增加了电路适用性。
例如：将现有的电涡流传感器输出的非线性信号，通过基于对数运算的电路校正为线性信号。对数运算电路处理前后的信号关系为对数关系，即y＝log(x/a)，y为电路输出信号，x为电路输入信号，a为基准参考信号。
由此，通过基准电路提供基准信号，进而通过校正电路基于该基准信号将待校正的非线性位移信号进行对数运算后，得到校正后的线性位移信号，实现对非线性位移信号的线性校正，结构简单，且校正的精准性好、可靠性高。
可选地，待校正的非线性位移信号，可以包括：由电涡流传感器(如图2所示的电涡流传感器20)检测得到的磁悬浮轴承(如图2所示的轴10)的轴向位移。
例如：利用电涡流位移传感器线性校正电路，将传感器输出校正为线性信号，提高了线性量程，提高了位置信号检测准确性；电路可满足不同传感器量程的校正需要，避免更改硬件电路。如图4所示，电涡流传感器的非线性信号Ui输入到校正电路，最终输出Uo为线性信号如图3所示的实线。这样，增加了磁悬浮轴承系统电涡流传感器的线性量程，提高了系统的可靠性，电路适用性广。
由此，通过对电涡流传感器检测到的非线性位移信号进行校正，可以实现磁悬浮轴承系统中对轴承位移的精准检测，进而提升悬浮可靠性和精准性。
其中，在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：待校正的非线性位移信号，可以包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值。所述基准信号的初始值，可以包括：设定的最小基准信号。
例如：通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调。
由此，通过基于设定的最小基准信号对电涡流传感器输出的轴向位移的最小值进行初步校正，实现对电涡流传感器的基准信号的匹配，可靠且安全。
在一个可选实施方式中，还可以包括：匹配基准信号的过程。
下面结合图7所示本发明的方法中匹配基准信号的一实施例流程示意图，进一步说明匹配基准信号的具体过程，可以包括：步骤S210和步骤S220。
步骤S210，确定所述线性位移信号是否满足设定阈值。若所述线性位移信号不满足所述设定阈值，则输出调节信号至所述基准电路。具体使用过程中，所述控制器，还可以用于在确定所述线性位移信号是否满足设定阈值的操作中，若所述线性位移满足所述设定阈值，则完成对待校正的非线性位移信号的测量主体如电涡流传感器的匹配设置。
步骤S220，基于所述调节信号对所述基准信号进行调节，以得到调节后的基准信号。进而，所述校正电路，可以用于基于该调节后的基准信号，再次将待校正的非线性位移信号进行对数运算，以得到再次校正后的线性位移信号。
例如：将电涡流传感器输出的非线性信号通过基于对数运算的电路校正为线性信号；同时通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调，电路可满足不同传感器量程的校正需要，避免更改硬件电路，增加了电路适用性。
由此，通过在确定校正电路输出的线性位移信号不满足设定阈值的情况下，控制基准电路调节基准信号，进而基于调节后的基准信号对待校正的非线性位移信号进行再次校正，从而实现对电涡流传感器的基准信号的匹配，有利于提升匹配的精准性和可靠性。
在一个可选实施方式中，还可以包括：将所述线性位移信号进行模数转换后，再输出至所述控制器，以便所述控制器确定经模数转换后的线性位移信号是否满足设定阈值。
例如：如图4所示，ADC为模数转换器，采集最终的输出信号Uo。
由此，通过对校正后的线性位移信号进行模数转换后再确定经模数转换后的线性位移信号是否满足设定阈值，可以提升判断的精准性和便捷性。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图2至图5所示的磁悬浮轴承系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过将现有的电涡流传感器输出的非线性信号，通过基于对数运算的电路校正为线性信号；同时通过软件控制自动调整基准电压匹配不同的线性校正输出要求，输出信号范围可调，适用范围广，且可靠性高。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种位移校正装置，其特征在于，包括：基准电路和校正电路；其中，
所述基准电路，用于提供基准信号；所述基准电路，包括：调节电阻、第一限流电阻和比较器；其中，所述调节电阻的调节端作为调节信号的输入端，且所述调节电阻连接至所述比较器的同相输入端；所述第一限流电阻也连接至所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接至所述比较器的输出端，且所述比较器的输出端连接至所述校正电路的基准信号输入端；
所述校正电路，用于基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：控制器；
所述控制器，用于确定所述线性位移信号是否满足设定阈值；若所述线性位移信号不满足所述设定阈值，则输出调节信号至所述基准电路；
所述基准电路，用于基于所述调节信号对所述基准信号进行调节，以得到调节后的基准信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：模数转换器；
所述模数转换器，用于将所述线性位移信号进行模数转换后，再输出至所述控制器。
4.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述校正电路，包括：第二限流电阻、第三限流电阻和对数运算电路；其中，
所述第二限流电阻，连接在所述基准电路的基准信号输出端与所述对数运算电路的基准信号输入端之间；
所述第三限流电阻，连接在待校正的非线性位移信号输出端与所述对数运算电路的待校正信号输入端之间。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述对数运算电路，包括：运算放大器和三极管；所述运算放大器和所述三极管搭建形成对数电路；
或者，
所述对数运算电路，采用对数运算芯片。
6.根据权利要求1-3、5之一所述的装置，其特征在于，待校正的非线性位移信号，包括：由电涡流传感器检测得到的磁悬浮轴承的轴向位移；
其中，
在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：
待校正的非线性位移信号，包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值；
所述基准信号的初始值，包括：设定的最小基准信号。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，待校正的非线性位移信号，包括：由电涡流传感器检测得到的磁悬浮轴承的轴向位移；
其中，
在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：
待校正的非线性位移信号，包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值；
所述基准信号的初始值，包括：设定的最小基准信号。
8.一种磁悬浮轴承系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一所述的位移校正装置。
9.一种如权利要求8所述的磁悬浮轴承系统的位移校正方法，其特征在于，包括：
提供基准信号；
基于所述基准信号，将待校正的非线性位移信号进行对数运算，得到校正后的线性位移信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
确定所述线性位移信号是否满足设定阈值；若所述线性位移信号不满足所述设定阈值，则输出调节信号至所述基准电路；
基于所述调节信号对所述基准信号进行调节，以得到调节后的基准信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述线性位移信号进行模数转换后，再输出至所述控制器。
12.根据权利要求9-11之一所述的方法，其特征在于，待校正的非线性位移信号，包括：由电涡流传感器检测得到的磁悬浮轴承的轴向位移；
其中，
在对所述电涡流传感器进行所述基准信号的匹配的情况下：
待校正的非线性位移信号，包括：所述电涡流传感器输出的所述轴向位移的最小值；
所述基准信号的初始值，包括：设定的最小基准信号。
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