单片机大位移测量仪制造技术

一种单片机大位移测量仪是采用平行板变面积式电容传感器，通过电容—频率转换电路，将输出的频率信号送入单片机进行数据处理及显示。该仪器设计结构合理、紧凑，工艺性能可靠，不仅测量范围宽（０－２００ｍｍ），而且测量精度高（０．１％），是一种理想高分辨率大位移测量仪器。该仪器可广泛用于油动机行程测量、汽车道路试验及汽车零部件台架试验以及各种高精度位移测量。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于测量仪表技术。目前水电控制设备中调速器是控制电网频率的重要设备，而调速器的频率-位移特性是通过改变油动机行程进行标定。对油动机行程测量范围宽(0-200mm)，要求测量精度高达0.1%。一般国内研制的油动机行程传感器是差动变压器式位移传感器仪表，其主要缺欠是体积大，精度低(1.5级)，而且是模拟量输出、显示不直观。英国研制生产的电容式位移传感器(GB2128750)为圆柱形结构，这种传感器主要缺点是初始电容较小，因而灵敏度、分辨率低、且加工工艺较复杂。本专利技术的目的是为了提高分辨率及测量精度，采用电容-频率转换电路，由单片机进行数据处理及显示，以满足工艺性能要求。本专利技术的技术特征是由传感器部分和电路部分组成。传感器部分系采用平行板变面积式电容传感器，电容变化与被测位移量成线性关系，传感器电容-频率转换电路部分是由振荡器、限幅检波及跟随器组成。该线路将变化电容转换为频率信号，再输入单片机进行数据处理及数字显示。附图解释附图说明图1为传感器结构原理2为电容-频率转换电路结合实施例将本专利技术技术特征加以说明。电容式传感器结构如图1所示。它是由二块固定板电极和一块滑动板电极组成，每块固定板两侧分别镀有电极A和B，中间金属滑动极板与被测位移件连接作往复直线运动。为提高传感器的搞干扰能力，定极板外表面电极B与动极板一起良好接地，而两个内侧电极A保持等电位，与动极板构成传感器电容Cx1、Cx2，使传感器初使电容与单固定极板电容增大一倍。因此当动极板无位移时，传感器初始电容由四个电容(C01、C02、Cx1、Cx2)并联组成，设计制作时应满足条件C01＝C02，而Cx1和Cx2则与动极板插入定极板的深度成正比。图2系电容一频率转换电路，该电路由振荡、限幅检波及跟随器组成，振荡器采用迟滞比较器与RC负反馈回路构成方波发生器，使变化电容转换成频率信号，其输出频率为f= 1/(2R1C1ln3) 该转换电路频率变化范围为40-60KHZ，分辨率可达100HZ/mm，经电容-频率转换电路后，明显地提高传感器的分辨率。然后将所输出的频率信号送入单片机进行数据处理及数字显示，可以精确地测出被测件的位移大小。本专利技术将电容-频率转换器电路与传感器构成一体，可大大地减少分布电容，采用单片机测频也简易方便，因而使单片机大位移测量仪结构简单、性能精确可靠。权利要求1.一种单片机大位移测量仪，其特征是由两块固定电极板和一块滑动极板组成的变面积式电容传感，与电容一频率转换电路构成一体，通过单片机测量位移变化量。2.按照权利要求1所述的测量仪，其特征是变面积电容传感器是由两块平行定板电极和一块动板电极组成，其中电容C01＝C02。3.按照权利要求1所述的测量仪，其特征是所说变面积电容传感器中电容Cx1和Cx2与动极板插入定极板深度成正比。4.按照权利要求1所述的测量仪，其特征是由电容-频率转换电路由振荡器、限幅检波及限随器组成。5.按照权利要求4所述的测量仪，其特征是电容-频率转换电路中振荡器采用迟滞比较器与RC负反馈回路构成的方波发生器。全文摘要一种单片机大位移测量仪是采用平行板变面积式电容传感器，通过电容—频率转换电路，将输出的频率信号送入单片机进行数据处理及显示。该仪器设计结构合理、紧凑，工艺性能可靠，不仅测量范围宽(0-200mm)，而且测量精度高(0.1％)，是一种理想高分辨率大位移测量仪器。该仪器可广泛用于油动机行程测量、汽车道路试验及汽车零部件台架试验以及各种高精度位移测量。文档编号G01B7/02GK1041217SQ8910829公开日1990年4月11日 申请日期1989年11月7日 优先权日1989年11月7日专利技术者张淑英, 王化祥, 高以仁, 王志杰, 董式菊 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片机大位移测量仪，其特征是由两块固定电极板和一块滑动极板组成的变面积式电容传感，与电容一频率转换电路构成一体，通过单片机测量位移变化量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑英，王化祥，高以仁，王志杰，董式菊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]