基于单片机的磁致伸缩位移传感器的应用

波形。可以看出，在测量稳定值上叠加有一个频率较高的干扰信号存在，其最大峰－峰值约为２５ｍＶ，周期为４４０μｓ。如果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，最大误差为１２个ＬＳＢ。因此，最好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干扰周期，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括测量运算放大器、光电耦合器；功能是对测量放大信号整形后送计算机。８９Ｃ４０５１是系统硬件实现数字化处理的核心部分，它的主频工作在１１．０５９２ＭＨｚ，包括有一个外围复位电路。主要用于完成控制Ａ／Ｄ转换、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能。用单片机的Ｐ３口作为Ａ／Ｄ转换及通信的控制线。在读取Ａ／Ｄ转换值时，直接用ＰＩ口分两次读入１２位Ａ／Ｄ转换值。

　　图５为使用了数字化处理系统传感器的磁环分别处于静态和动态时的测量特性郏荨Ｍ迹担ǎ幔┍砻飨低秤辛己玫牟饬烤度和稳定性，误差只有１个ＬＳＢ；图５（ｂ）表明本系统具有良好的动态测量特性。

　　２．４ 参数输入矫正电路

　　矫正电路是由ＭＡＸ２５Ｃ０４５、键盘和选择开关组成，功能是对传感器的零位、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。

　　２．５ 显示电路

　　主要根据ＬＣＤ显示器的结构与原理，把要显示的数字对应的码转换写出，即写出对应的段选码表，从显示主程序中调用该表，就可以在ＬＣＤ上显示出传感器的输出变化值。

　　２．６ 测量参数输出电路

　　数据输出包括１２ｂｉｔ高速Ｄ／Ａ转换芯片ＭＡＸ５３０２及运算放大器输出０～５Ｖ，０～１０Ｖ，０～１０ｍＡ，４～２０ｍＡ的测量数据；二进制数据输出包括４８５接口芯片ＭＡＸ１４２８输出二进制测量数据，数据传递距离可达１０００ｍ以上。

　　３ 磁致伸缩位移传感器的发展方向

　　ＭＴＳ公司正在研制的ＴｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓＥＲ型位移传感器代表了磁致伸缩位移传感器的发展方向。ＴｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓＥＲ型位移传感器是磁致伸缩测量原则，利用对超声波（传感器产生的扭转波脉冲）精确的速度、时间测量计算出目标位置。传感器通过处理信号转换过程将测量结果直接转换为标准输出量。磁致伸缩位移传感器已向着测量距离长、测量精度高的方向发展。未来采用模块化设计、模块化组装、数字化输出、抗强电磁干扰和温度检测补偿等技术，将使该类传感器成本大幅下降，性能显著提高，应用范围更加广泛。为满足传感器工程化、实用化要求，传感器在最恶劣的工业环境下也具有耐用的特点，无论所测的目标位置困难与否，传感器都将根据实际情况进行参数调整并配置相应的结构以适合应用系统。传感器的结构和封装技术也有待于突破，并实现机械设计和电子装置的有效综合。

　　４ 结束语

　　采用单片机芯片和ＥＩＡ ＲＳ－４２２／４８５国际串行数据传输标准电路，内置电子模块采取超小型电子元件贴面焊接，能使新型磁致伸缩传感器更加稳定、可靠，传感器的数据传输距离大大加长，而且可与ＰＬＣ、计算机等直接通讯，节省了昂贵的变送器、Ａ／Ｄ转换，从而使用该磁致伸缩传感器组成的测控系统更加方便、稳定，成本也大大降低。

在提高波导丝的弹性模量和机械强度的同时保证其稳定的伸缩系数，是研制敏感元件的关键，也是开发磁致伸缩位移传感器相当重要的一环，高精度的时间检测技术和抗恶劣环境的封装技术也不容忽视。磁致伸缩位移传感器的研究有着广阔的市场前景。