[发明专利]亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器以及信号修正方法

说明书

本发明提供一种亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器，包括：激励信号发生器、同步取样脉冲发生器、交流放大器、同步取样器、有源滤波器、高增益直流放大器、A/D转换器、单片机、D\A转换器、模拟量输出口以及数字量接口；所述单片机中设有信号修正模块，用于对HBT位移传感器的测量值进行线性修正；本发明还提出一种亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器的信号修正方法。本发明提高了HBT位移传感器的测量精度，线性好，适合多品种、高精密柔性生产线的现场测量需求。

技术领域

本发明涉及一种电感位移传感器的信号转换器，尤其涉及一种大量程亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器。

背景技术

目前，随着国内工业生产小型化和精细化的需求愈发强烈，所配套使用的检测设备中的检测机构也需越发小型化。为适应这种市场需求，线圈数较少、外形更小巧的半桥传感器（例如HBT半桥位移传感器，HBT：Half-bridge transducer）得到越来越多的应用。但半桥传感器存在测头的压变量与反馈数值间的线性关系较差的问题。经测试，±250μm的总使用范围中，各段使用范围的线性误差不可控，最大误差约为9μm，严重影响了测量设备的检测精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器，以及相应的信号修正方法，提高了HBT位移传感器的测量精度，线性好，适合多品种、高精密柔性生产线的现场测量需求。本发明采用的技术方案是：

一种亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器，包括：激励信号发生器、同步取样脉冲发生器、交流放大器、同步取样器、有源滤波器、高增益直流放大器、A/D转换器、单片机、D\A转换器、模拟量输出口以及数字量接口；所述单片机中设有信号修正模块，用于对HBT位移传感器的测量值进行线性修正；

单片机的时钟输出端连接到激励信号发生器的输入端，激励信号发生器的一路激励信号输出端接到HBT位移传感器的激励信号输入端，激励信号发生器的另一路激励信号输出端连接到同步取样脉冲发生器的激励信号输入端，同步取样脉冲发生器的脉冲信号输出端与同步取样器连接；

HBT位移传感器的检测信号输出端连接到交流放大器的输入端，交流放大器的输出端接同步取样器的取样信号输入端，同步取样器的输出端连接到有源滤波器的输入端，有源滤波器的输出端连接到高增益直流放大器的输入端，高增益直流放大器的模拟信号输出端连接到A/D转换器的模拟信号输入端，A/D转换器的数字信号输出端连接单片机的数字信号输入端，单片机的串行信号输入/输出端连接到数字量接口，单片机的模拟量输出口连接到D\A转换器的模拟量输入口，D\A转换器输出端连接模拟量输出口。

进一步地，模拟输出接口输出的直流模拟电压信号在-5V～+5V之间。

进一步地，激励信号产生器的型号为AD9835。

一种亚微米级高精度HBT位移传感器的信号转换器的信号修正方法，包括：

步骤S1，将HBT位移传感器固定在台架上，并将HBT位移传感器连接信号转换器，信号转换器连接PC机；

确定HBT位移传感器的零位中心点，并记录相应的测量值；

步骤S2，将台架向传感器正负方向各调节N次，每次M μm并记录每次调节时的传感器测量值；NxM μm需要覆盖HBT位移传感器的总使用范围；

步骤S3，将记录的数据以台架值与传感器测量值为一组，分为2N+1组，其中包含零位中心点和相应传感器测量值那一组，并在PC机上将所有组数据制成统计表；

步骤S4，PC机上启动线性修正软件，读取保存的所有组数据；

步骤S5，根据2N+1组数据中相邻两组的台架值与传感器测量值跨度的不同计算出2N组不同的线性K；