位移传感器系统的结构

 一是系统结构。

系统的整体结构如图1所示，主要由上位机、运动控制和位移反馈组成。上位机是至少有两个COM端口的工业控制计算机。移动控制环节主要包括移动控制器、驱动器、混合步进电机和水平机械移动装置；移动反馈环节主要包括带数字位移传感器和SPP转RS232接口电路。

数字位移传感器型号为5CB~10C，位移测量范围为0~20mm，数字显示器读取范围为O~19.999mm，分辨率为1μm，线性度为满量程的百分之0.05，精度为10μm。

2.数字位移传感器的工作原理。

数位传感器包括差动变压器(LVDT)和电测仪器。LVDT是一种将被测位移转换成电信号的传感器。它具有结构简单、使用寿命长的特点，可直接用于测量物体之间的相对位移和长度变化。它不仅可以测量静态位移，还可以测量动态位移。电测仪由电子测量线和数字面板表和A/D转换板组成。

A/D转换板有单端16路模拟输入，A/D转换位数为14位，转换速度为10μs。LVDT蕞基本的结构是由螺旋原边和两个付边绕组在圆柱骨架上形成的线圈和一个可动铁芯组成，原理如图2所示。

当原边供给振动电压时，由于电磁感应，双边分别产生感应电压V1和V2。如果铁芯处于线圈的鈡心位置，双付边对原边的互感正好相等，同时双付边的交流电压分别经过检测电路检波后，将得到的两个DC电压取其差值，则输出差动DC电压V为零。

当铁芯向上移动时，上边的付边和原边的互感增加，而下边的减小，即出现V1>V2，则差动直流输出电压V>O，反之亦然。感应电压V1、V2和差动DC输出电压V与线圈中铁芯位置的定性关系见图3，可见差动DC电压V与铁芯位移的大小在一定范围内呈线性关系。直线位移传感器测量时，将LVDT外壳夹在参考物上，将与铁芯连接的测量杆固定在被测点上，当被测对象位移时，铁芯会与线圈相对移动，从而线性地改变LVDT的输出电压。