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圖爾克接近開關(guān),BI2-M12-VP6X-H1141

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更新時間:2024-08-24 10:00:21瀏覽次數(shù):1857次

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)微弱信號的檢測、信號的濾波、放大、電壓比
較、峰值檢驗(yàn)波、電壓限幅等系列電路的設(shè)計;
(3)基于單片機(jī)的高精度時間量測量。技術(shù)要求
:測量范圍0~8cm,精度0.1mm。測量范圍不
是很大,主要是受到實(shí)驗(yàn)所用波導(dǎo)鋼絲本身長度的限制。
如圖1所示。除位置磁鐵外,所有其他元器件都安裝在傳感器殼體內(nèi),

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圖爾克接近開關(guān)工作時電子信號和處理系統(tǒng)發(fā)給磁致波導(dǎo)
鋼絲間隔為T的激勵脈沖電流ie該脈沖電流將產(chǎn)生個圍繞波導(dǎo)
鋼絲的旋轉(zhuǎn)磁場。位置磁鐵也產(chǎn)生個固定的磁場。根據(jù)Widem
anm效應(yīng),金屬隨其瞬間變形產(chǎn)生波導(dǎo)扭曲,使波導(dǎo)鋼絲產(chǎn)生
磁致彈性伸縮,即形成個磁致旋轉(zhuǎn)波。磁致旋轉(zhuǎn)波的傳播速度為
式中:G為波導(dǎo)管的剪切彈性模量;ρ為波導(dǎo)管密度。
由于G和ρ均為恒定(對于定的波導(dǎo)管來說)的,所以傳播速度
也恒定。經(jīng)過計算該旋轉(zhuǎn)波沿著波導(dǎo)鋼絲以2 800 m/s的速度向兩
邊傳播。當(dāng)它傳到波導(dǎo)鋼絲端的波檢測器時被轉(zhuǎn)換成電信號u
a·通過測量磁致旋轉(zhuǎn)波從位置磁鐵傳到波檢測器的時間tL就能確
定位置磁鐵和波檢測器之間的距離。這樣,
當(dāng)部件A和B產(chǎn)生相對運(yùn)動,通過磁致旋轉(zhuǎn)波位
移傳感器就可以確定部件A的位置和速度。
在波導(dǎo)鋼絲的另端,磁致旋轉(zhuǎn)波將通過減波元件被大大削弱,
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以避免反射的波形對測量精度造成影響。
波反射器是用于改善電信號ua的波形和加強(qiáng)電信號的大小。
根據(jù)這個原理,設(shè)計了總體的電子信號系統(tǒng)方案來檢測這個磁
致旋轉(zhuǎn)波并送人到MCS51微型計算機(jī)處理。數(shù)字信號處理系統(tǒng)如圖2所示。
(1)產(chǎn)生個周期激勵脈沖電流,該脈沖輸入波導(dǎo)鋼絲,以便
圍繞波導(dǎo)鋼絲形成個周期脈沖磁場。該脈沖的周期和寬度應(yīng)
通過微處理器編程來調(diào)節(jié)。為了獲得較強(qiáng)的脈沖磁場,激勵脈
沖應(yīng)具有足夠的能量,即足夠的電流。
為了給傳感器系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo),搭建了測試平臺。測試平臺由傳感器主
體、位置磁鐵、螺旋測微器、印制電路板、LC
D、FDPS-50BA型電源(輸人220V,輸出±15V,5 V)組成。
在搭建的平臺上面對傳感器的進(jìn)行測量,
主要包括傳感器的線性度,遲滯和重復(fù)性。
測量:在傳感器測量整個0~80mm范圍內(nèi),旋動螺旋測
微器分別每隔5mm記組數(shù)據(jù),位置磁鐵相應(yīng)移動,連續(xù)取測量數(shù)據(jù)20組,如圖3。
式中:el為非線性誤差(線性度);△max為zui大非線性
對誤差;YFS為輸出滿量程。
從圖3可知,采用zui小二乘法擬合直線的斜率為0.992,
直線方程為Y = 0.15784+0. 992X,因此在0~80 mm范圍內(nèi)的線性度為0.387%


 

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