磁致伸缩传感器系统电路设计~

天秋色

1、系统结构

磁致弹性位移传感器位移测量系统的硬件结构如图4所示。因为磁致弹性位移传感器选用契合工业控制规范的4~20 mA电流环输出的形式，故需要先把传感器的输出电流信号转化为电压信号,再收集出来进行A/D转化,然后输出给单片机进行信号处理以及通讯处理，终将抱负的传感器信号以二进制方式传送给液晶示屏和PC机叫。传感器的电路是由敏感元件头、接纳电路、信号整形电路、参数校对输入电路、计算机处理电路、显示电路、测量参数输出电路等组成。

2、微处理电路

单片机选用ATMEL公司依据CMOS工艺的8位微处理器AT89C4051，与MCS-51产品系列的指令所有兼容,片内含有4kb的Flash EPROM,它杰出的特点是芯片体积小，只有20个引脚,特别适合于小型化系统的规划。别的, AT89C4051价格便宜，性价比较高。

3、信号整形电路

选用依据抽取被测信号特征量的滑动数字滤波算法。如下图所示,便是磁环在中止状态下,磁致弹性位移传感器输出的模拟信号波形。能够看出,在测量安稳值上叠加有一个频率较高的搅扰信号存在，其峰值约为25mV，周期为440μs。假如直接将单次测量值采样传送给控制器，在高精度的测量场合下，随机得到非正常测量值的几率是比较高的,差错为12个LSB。因而，是对某一位移量进行连续的多次测量，得到一组N个测量值，并使这组测量值包含一个搅扰周期，便从中获得一个能够代表正确值的测量值。信号整形电路的结构包含测量运算扩展器、光电耦合器;功用是对测量扩展信号整形后送计算机。89C4051是系统硬件实现数字化处理的中心部分，它的主频作业在11.0592 MHz，包含有一个外围复位电路。主要用于完结控制A/D转化、信号处理、向主机和LCD以串行方式发送数据等几个方面的功用。用单片机的P3口作为A/D转化及通讯的控制线。在读取A/D转化值时，直接用PI口分两次读入12位A/D转化值。

4、参数输入纠正电路

纠正电路是由MAX25C045、键盘和选择开关组成,功用是对磁致弹性位移传感器的零位、满量程进行调整,并对波导电流脉冲传递速度设定和参数存储。

5、测量参数输出电路

数据输出包含12bit 高速D/A转化芯片MAX5302及运算扩展器输出0~5V ,0~10V ,0~10 mA,4~20 mA的测量数据;二进制数据输出包含485接口芯片MAX 1428输出二进制测量数据,数据传递距离可达1000m以上。

文章源自：磁致伸缩位移传感器   http://www.delysensor.com