CN204514265U - 一种基于变压器的位移检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于变压器的位移检测电路，包括多谐振荡电路、差分整流电路、放大电路和滤波电路，多谐振荡电路包括电阻R13、二极管D5、二极管D6、三极管VT1和芯片IC1，差分整流电路包括变压器W、二极管D1和二极管，变压器W包括铁芯F、线圈L1、线圈L2和线圈L3，差分运算放大电路包括芯片IC2、电位器RP1、二极管D3和二极管D4，低通滤波电路芯片IC3、电容C1、电容C2和电位器RP3。本实用新型电路摒弃了普通位移检测装置使用的传感器结构，使用变压器铁芯结合高增益运算放大器作为位移检测元件，将直线位移信号转换成直流电压信号，不仅增加了测量精确度和抗干扰性，而且简化了电路结构、降低了制作成本，非常适合推广使用。

Description

一种基于变压器的位移检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种位移检测电路，具体是一种结构简单、成本低、精度高的基于变压器的位移检测电路。

背景技术

现实生活和工业生产中，需要测量位移量的地方很多，传统的位移测量技术使用位移标尺进行测量，人工记录位移量，这种方式费时费力，而且误差较大，随着科技和电子产业的发展，利用电子元器件测量物体位移的电路已经多种多样，但是大多数电路结构过于复杂、制作成本高、而且在精确度上存在很大的不足，因此阻碍了其应用推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、精度高的基于变压器的位移检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于变压器的位移检测电路，包括多谐振荡电路、差分整流电路、放大电路和滤波电路，所述多谐振荡电路包括电阻R13、二极管D5、二极管D6、三极管VT1和芯片IC1，差分整流电路包括变压器W、二极管D1和二极管，变压器W包括铁芯F、线圈L1、线圈L2和线圈L3，差分运算放大电路包括芯片IC2、电位器RP1、二极管D3和二极管D4，低通滤波电路芯片IC3、电容C1、电容C2和电位器RP3；

所述电阻R13的一端连接电源U1，电阻R13的另一端连接变压器W的线圈L1和三极管VT1的集电极，三极管VT1的基极连接电阻R14，电阻R14的另一端连接芯片IC1的3引脚，三极管VT1的发射极连接电容C5、电容C6、变压器W的线圈L1的另一端和芯片IC1的1引脚并接地，芯片IC1的2引脚连接电位器RP4的固定端，芯片IC1的4引脚连接电阻R15、芯片IC1的8引脚和电源U1，电阻R15的另一端连接电阻R16、二极管D6的正极和芯片IC1的7引脚，芯片IC1的6引脚连接二极管D5的正极、二极管D6的负极、电容C6的另一端、电位器RP1的另一个固定端和电位器RP1的滑动端，芯片IC1的5引脚连接电容C5的另一端，二极管D5的负极连接电阻R16的另一端，变压器W的线圈L2的一端连接二极管D1的正极，变压器W的线圈L2的另一端连接变压器W的线圈L3的一端并接地，变压器W的线圈L3的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极连接电阻R1，电阻R1的另一端连接二极管D3的负极和芯片IC2的2引脚，二极管D2的负极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R4、二极管D3的正极、二极管D4的负极和芯片IC2的3引脚，电阻R4的另一端接地，芯片IC1的1引脚连接电位器RP1的一个固定端，芯片IC1的4引脚连接电位器RP1的滑动端，芯片IC1的5引脚连接电位器RP1的另一个固定端，芯片IC1的7引脚连接电源U1，芯片IC1的6引脚连接电阻R5，二极管D4的正极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接电阻R6、电位器RP2的一个固定端和电位器RP2的滑动端，电位器RP2的另一个固定端连接电阻R5的另一端、电阻R7和电容C1，电阻R7的另一端连接电阻R11和电容C3，电容C3的另一端接地，电容C1的另一端连接电阻R8和电容C2，电容C2的另一端连接电阻R11的另一端和芯片IC3的3引脚，芯片IC2的1引脚连接电位器RP3的一个固定端，芯片IC2的4引脚连接电位器RP3的滑动端，芯片IC2的5引脚连接电位器RP3的另一个固定端，芯片IC2的7引脚连接电源U1，芯片IC2的6引脚连接电阻R8的另一端、电阻R10和电阻R12，电阻R10的另一端连接电阻R9和芯片IC2的2引脚，电阻R9的另一端接地，电阻R12的另一端连接电容C4，电容C4的另一端接地。

作为本实用新型的优选方案：所述芯片IC1为NE555计时电路，所述芯片IC2和芯片IC3均为LM741型高增益运算放大器。

作为本实用新型的优选方案：所述电源U1为12V直流电。

作为本实用新型的优选方案：所述二极管D1和二极管D2均为稳压二极管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：电路摒弃了普通位移检测装置使用的传感器结构，使用变压器铁芯结合高增益运算放大器作为位移检测元件，将直线位移信号转换成直流电压信号，不仅增加了测量精确度和抗干扰性，而且简化了电路结构、降低了制作成本，非常适合推广使用。

附图说明

图1为基于变压器的位移检测电路的电路图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种基于变压器的位移检测电路，包括多谐振荡电路、差分整流电路、放大电路和滤波电路，所述多谐振荡电路包括电阻R13、二极管D5、二极管D6、三极管VT1和芯片IC1，差分整流电路包括变压器W、二极管D1和二极管，变压器W包括铁芯F、线圈L1、线圈L2和线圈L3，差分运算放大电路包括芯片IC2、电位器RP1、二极管D3和二极管D4，低通滤波电路芯片IC3、电容C1、电容C2和电位器RP3；

所述电阻R13的一端连接电源U1，电阻R13的另一端连接变压器W的线圈L1和三极管VT1的集电极，三极管VT1的基极连接电阻R14，电阻R14的另一端连接芯片IC1的3引脚，三极管VT1的发射极连接电容C5、电容C6、变压器W的线圈L1的另一端和芯片IC1的1引脚并接地，芯片IC1的2引脚连接电位器RP4的固定端，芯片IC1的4引脚连接电阻R15、芯片IC1的8引脚和电源U1，电阻R15的另一端连接电阻R16、二极管D6的正极和芯片IC1的7引脚，芯片IC1的6引脚连接二极管D5的正极、二极管D6的负极、电容C6的另一端、电位器RP1的另一个固定端和电位器RP1的滑动端，芯片IC1的5引脚连接电容C5的另一端，二极管D5的负极连接电阻R16的另一端，变压器W的线圈L2的一端连接二极管D1的正极，变压器W的线圈L2的另一端连接变压器W的线圈L3的一端并接地，变压器W的线圈L3的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极连接电阻R1，电阻R1的另一端连接二极管D3的负极和芯片IC2的2引脚，二极管D2的负极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R4、二极管D3的正极、二极管D4的负极和芯片IC2的3引脚，电阻R4的另一端接地，芯片IC1的1引脚连接电位器RP1的一个固定端，芯片IC1的4引脚连接电位器RP1的滑动端，芯片IC1的5引脚连接电位器RP1的另一个固定端，芯片IC1的7引脚连接电源U1，芯片IC1的6引脚连接电阻R5，二极管D4的正极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接电阻R6、电位器RP2的一个固定端和电位器RP2的滑动端，电位器RP2的另一个固定端连接电阻R5的另一端、电阻R7和电容C1，电阻R7的另一端连接电阻R11和电容C3，电容C3的另一端接地，电容C1的另一端连接电阻R8和电容C2，电容C2的另一端连接电阻R11的另一端和芯片IC3的3引脚，芯片IC2的1引脚连接电位器RP3的一个固定端，芯片IC2的4引脚连接电位器RP3的滑动端，芯片IC2的5引脚连接电位器RP3的另一个固定端，芯片IC2的7引脚连接电源U1，芯片IC2的6引脚连接电阻R8的另一端、电阻R10和电阻R12，电阻R10的另一端连接电阻R9和芯片IC2的2引脚，电阻R9的另一端接地，电阻R12的另一端连接电容C4，电容C4的另一端接地。

所述芯片IC1为NE555计时电路，所述芯片IC2和芯片IC3均为LM741型高增益运算放大器。

所述电源U1为12V直流电。

所述二极管D1和二极管D2均为稳压二极管。

本实用新型的工作原理是：电路计入12V直流电，通过由电阻R13、二极管D5、二极管D6、三极管VT1和芯片IC1组成的多谐振荡电路后，转变为振荡频率为6kHz的方波信号，可通过改变电阻R15和R16的电阻值改变输出频率，由555计时电路的3脚输出经R14、三极管VT1和R13倒相后为直流差分变压器电路提供有一定功率的激励信号源，变压器W的线圈L2和L3串接成差分方式输出，由二极管D1和D2分别对两个二次绕组的感应电动势分别整流并送入下级高增益运算放大器进行信号放大，当变压器的铁芯F在变压器W的线圈L2和L3中间位置时，变压器的线圈L2和L3互感相同，由一次激励引起的感应电动势相同，差分输出电压为零。当铁芯F受被测对象牵动向线圈L2一边移动时，则线圈L2的互感大，线圈L3的互感小，线圈L2内感应电动势大于线圈L3内感应电动势，差分输出有电压。反之，当磁芯向线圈L3一边移动时，差分输出电压反相。在传感器的量程内，磁芯移动量越大，差分输出电压也越大。因此，由差分输出电压的大小和方向便可判断出被测对象的移动方向和移动量的大小，输出信号out可以连接单片机进行数据处理，得出精准的位移量，电路摒弃了普通位移检测装置使用的传感器结构，使用变压器铁芯结合高增益运算放大器作为位移检测元件，将直线位移信号转换成直流电压信号，不仅增加了测量精确度和抗干扰性，而且简化了电路结构、降低了制作成本，非常适合推广使用。

Claims (4)

1.一种基于变压器的位移检测电路，包括多谐振荡电路、差分整流电路、放大电路和滤波电路；其特征在于，所述多谐振荡电路包括电阻R13、二极管D5、二极管D6、三极管VT1和芯片IC1，差分整流电路包括变压器W、二极管D1和二极管，变压器W包括铁芯F、线圈L1、线圈L2和线圈L3，差分运算放大电路包括芯片IC2、电位器RP1、二极管D3和二极管D4，低通滤波电路芯片IC3、电容C1、电容C2和电位器RP3；

所述电阻R13的一端连接电源U1，电阻R13的另一端连接变压器W的线圈L1和三极管VT1的集电极，三极管VT1的基极连接电阻R14，电阻R14的另一端连接芯片IC1的3引脚，三极管VT1的发射极连接电容C5、电容C6、变压器W的线圈L1的另一端和芯片IC1的1引脚并接地，芯片IC1的2引脚连接电位器RP4的固定端，芯片IC1的4引脚连接电阻R15、芯片IC1的8引脚和电源U1，电阻R15的另一端连接电阻R16、二极管D6的正极和芯片IC1的7引脚，芯片IC1的6引脚连接二极管D5的正极、二极管D6的负极、电容C6的另一端、电位器RP1的另一个固定端和电位器RP1的滑动端，芯片IC1的5引脚连接电容C5的另一端，二极管D5的负极连接电阻R16的另一端，变压器W的线圈L2的一端连接二极管D1的正极，变压器W的线圈L2的另一端连接变压器W的线圈L3的一端并接地，变压器W的线圈L3的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极连接电阻R1，电阻R1的另一端连接二极管D3的负极和芯片IC2的2引脚，二极管D2的负极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R4、二极管D3的正极、二极管D4的负极和芯片IC2的3引脚，电阻R4的另一端接地，芯片IC1的1引脚连接电位器RP1的一个固定端，芯片IC1的4引脚连接电位器RP1的滑动端，芯片IC1的5引脚连接电位器RP1的另一个固定端，芯片IC1的7引脚连接电源U1，芯片IC1的6引脚连接电阻R5，二极管D4的正极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接电阻R6、电位器RP2的一个固定端和电位器RP2的滑动端，电位器RP2的另一个固定端连接电阻R5的另一端、电阻R7和电容C1，电阻R7的另一端连接电阻R11和电容C3，电容C3的另一端接地，电容C1的另一端连接电阻R8和电容C2，电容C2的另一端连接电阻R11的另一端和芯片IC3的3引脚，芯片IC2的1引脚连接电位器RP3的一个固定端，芯片IC2的4引脚连接电位器RP3的滑动端，芯片IC2的5引脚连接电位器RP3的另一个固定端，芯片IC2的7引脚连接电源U1，芯片IC2的6引脚连接电阻R8的另一端、电阻R10和电阻R12，电阻R10的另一端连接电阻R9和芯片IC2的2引脚，电阻R9的另一端接地，电阻R12的另一端连接电容C4，电容C4的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于变压器的位移检测电路，其特征在于，所述芯片IC1为NE555计时电路，所述芯片IC2和芯片IC3均为LM741型高增益运算放大器。

3.根据权利要求1所述的一种基于变压器的位移检测电路，其特征在于，所述电源U1为12V直流电。

4.根据权利要求1所述的一种基于变压器的位移检测电路，其特征在于，所述二极管D1和二极管D2均为稳压二极管。