[发明专利]一种基于LVDT传感器的位移检测系统

权利要求书

1.一种基于LVDT传感器的位移检测系统，包括LVDT传感器(2)，其特征在于：还包括激励信号产生电路(1)、激励信号调理电路(3)、传感信号调理电路(4)和单片机(5)；激励信号调理电路(3)包括第一峰值检测电路(31)和第一比较电路(32)，传感信号调理电路(4)包括第二峰值检测电路(41)和第二比较电路(42)，激励信号产生电路(1)的输出端分别与LVDT传感器(2)的激励端、第一峰值检测电路(31)的输入端、第一比较电路(32)的输入端连接，LVDT传感器(2)的输出端分别与第二峰值检测电路(41)的输入端、第二比较电路(42)的输入端连接，第一峰值检测电路(31)的输出端、第一比较电路(32)的输出端、第二峰值检测电路(41)的输出端和第二比较电路(42)的输出端分别与单片机(5)连接，单片机(5)采集第一、第二比较电路(32、42)输出的PWM信号，进行相位计算，得到LVDT传感器的位移方向，单片机(5)采集第一、第二峰值检测电路(31、41)输出的正弦波峰值，进行峰值计算，得到LVDT传感器的位移大小；

所述激励信号产生电路(1)包括文氏桥振荡电路(11)和压控恒流源电路(12)；文氏桥振荡电路(11)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2和运算放大器U1A，电阻R1与电容C1并联且一端接地、另一端接电阻R2的一端和运算放大器U1A的同向输入端，电阻R2的另一端接电容C2的一端，电容C2的另一端接运算放大器U1A的输出端，电阻R3的一端接地、另一端接运算放大器U1A的反向输入端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接运算放大器U1A的输出端，电阻R5、二极管D1、二极管D2相互并联，且二极管D1的负极接二极管D2的正极，二极管D2的负极接二极管D1的正极，运算放大器U1A的输出端接压控恒流源电路(12)的输入端；其中，R1＝R2，C1＝C2，

所述压控恒流源电路(12)包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q1、三极管Q2和运算放大器U1C，电阻R6的一端接运算放大器U1A的输出端、另一端接运算放大器U1C的同向输入端，电阻R8的一端接地、另一端接运算放大器U1C的反向输入端，运算放大器U1C的输出端接三极管Q1的基极和三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极接电源VDD1，三极管Q2的集电极接电源VDD2，三极管Q1的发射极接三极管Q2的发射极和电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电阻R7的一端，且作为激励信号产生电路(1)的输出端，电阻R7的另一端接运算放大器U1C的同向输入端，电阻R9的一端接运算放大器U1C的反向输入端、另一端接三极管Q1的发射极。

2.根据权利要求1所述的基于LVDT传感器的位移检测系统，其特征在于：所述电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9满足：R6＝R7＝R8＝R9。

3.根据权利要求2所述的基于LVDT传感器的位移检测系统，其特征在于：

所述第一峰值检测电路(31)的电路结构与第二峰值检测电路(41)的电路结构相同；所述第一、第二峰值检测电路(31、41)都包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C3、电容C4、二极管D3、二极管D4、运算放大器U4A和运算放大器U4B，电阻R11的一端接运算放大器U4A的同向输入端，运算放大器U4A的反向输入端接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运算放大器U4A的输出端和二极管D3的正极，二极管D3的负极接电容C3的一端、电阻R12的一端和运算放大器U4B的同向输入端，电容C3的另一端和电阻R12的另一端都接地，运算放大器U4B的反向输入端接运算放大器U4B的输出端，运算放大器U4B的输出端接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，电阻R13的一端接运算放大器U4A的反向输入端、另一端接运算放大器U4B的反向输入端；第一峰值检测电路(31)中的电阻R11的另一端接激励信号产生电路(1)的输出端，第一峰值检测电路(31)中的电阻R14的另一端接单片机(5)的一个AD采样接口；第二峰值检测电路(41)中的电阻R11的另一端接LVDT传感器(2)的输出端，第二峰值检测电路(41)中的电阻R14的另一端接单片机(5)的另一个AD采样接口。