【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电液控制阀用线性可变差动变压器（linear variable displacementtransducer，lvdt）信号调理，尤其涉及一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法及系统。
技术介绍
1、lvdt由于其具有无摩擦测量、无限的机械寿命、无限分辨率和零位可重复性等优点被广泛应用在航空航天、机械和建筑等领域，同样在液压、光刻机、蚀刻机应用领域，电液控制阀内也广泛使用lvdt将阀芯位移的物理信号转化为模拟信号或数字信号输出供人们采集与读取，进而控制阀芯运动，从而使电液控制阀正确输出流量压力，从而保证整个液压系统的正常运转；要想获取有效的阀芯位移信号，需要对lvdt进行调理，即将lvdt输出的交流信号转换为直流信号，这往往需要使用解调电路来实现；但是在lvdt调理时，解调电路中使用的不同的信号处理器（如滤波器、放大器等）会引入不同的信号滞后效果，即使同一批生产的lvdt，其内部电路中对应的电感、电阻等电子元器件不可能保证其电性能完全相同，在相同的采样信号和激励信号下，输出的位移信号也会表现出不同的滞后效果，因此解调出的lvdt信号具有不同的滞后性是普遍的。
2、不同lvdt信号滞后性指的是lvdt次级线圈感应信号具有不同的滞后程度，要想获取更为准确的阀芯位移，必须要确保lvdt调理时，采样信号能够在次级感应线圈的感应信号中获取最敏感（幅值最大且稳定处）的模拟量信息；当采样信号的采集点与敏感的输出信号出现偏差时，则解调出的位移信号不能正确反映阀芯真实的位移情况，尤其对于对位移极其敏感的伺服阀来讲，无法
3、现阶段，针对不同lvdt信号滞后性的解决办法多为调节超前电路中电容或电感的参数，进而使lvdt信号超前，但是此种方法没有固定的计算公式来指导lvdt信号应该超前的相位值，故多次的尝试、反复的调整需要大量的时间成本，另一方面，实现lvdt信号的超前需要更换超前电路现有的电容或电感，当调节精度要求较高时，往往会出现所需更换的电容对应的容值或者电感对应的电感量在市面上无法找到，这样反而会更加耽误电液控制阀调试的进程。
4、因此现阶段亟需一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，以此实现适用范围更广、调节过程更快、更方便的解调效果。
技术实现思路
1、针对以上情况，本专利技术提供了一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法及系统，本专利技术利用单片机定时器多通道输出功能，将lvdt激励信号和采样信号通过两个通道分别输出，并且基于单片机编程的便捷性，可以通过编程快速实现lvdt激励信号的超前和滞后的调制，进而使次级线圈输出的感应信号的敏感位置被主动采集。
2、为实现上述目的，本专利技术公开了如下技术方法；一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，单片机通过三个不同的通道分别输出h桥驱动信号、lvdt激励信号和采样信号，h桥驱动信号驱动电磁铁，激励信号作用于lvdt的初级线圈，lvdt的次级线圈输出感应信号，经放大滤波后输入采样保持器，采样信号控制采样保持器进行采样动作，使得感应信号最大幅值处对准采样信号的下降沿，采样保持器输出信号经信号矫正后作为位移模拟量输出。
3、进一步地，放大滤波与采样保持器之间以及采样保持器和信号矫正之间均具有跟随器电路，实现隔离作用。
4、进一步地，所述激励信号相位的超前与滞后通过单片机程序调节，以实现lvdt次级线圈输出的感应信号能主动适应被采样信号采集的位置，使得采样保持器能够采样感应信号最大幅值处的电压。
5、进一步地，所述采样保持器包含三极管、结型场效应管、电容和电阻，采样控制信号通过采样控制端控制三极管的导通与关闭，三极管导通和关闭的时间由采样控制端的电容和电阻大小控制，在三极管关闭时，结型场效应管的源极和漏极导通，采样保持器输入端的电压被采集且被保存在采样保持器输出端的电容内，完成采样保持功能。
6、进一步地，所述h桥驱动信号为互补pwm波信号，通过h桥驱动电路来驱动电液控制阀用电磁铁。
7、进一步地，所述采样信号的频率应与所述互补pwm波信号的频率一致，且所述采样信号的占空比为50%，且采样信号相位的超前与滞后通过单片机程序控制。
8、进一步地，所述采样信号的下降沿需要一直处于所述互补pwm波信号的中间位置，不与上升沿或下降沿重合，避免驱动信号对采用保持器的干扰。
9、另一方面，本专利技术还提供了一种电液控制阀用可编程的位移信号调理系统，该系统包括单片机定时器信号发出模块和采样保持及输出模块；
10、所述单片机定时器信号发出模块包含三个输出通道分别用于h桥驱动信号、lvdt激励信号和采样信号；h桥驱动信号驱动电磁铁，lvdt激励信号作用于lvdt的初级线圈，lvdt的次级线圈输出感应信号；
11、所述采样保持及输出模块包括放大滤波器、采样入口跟随器、采样保持器、采样出口跟随器和信号矫正器；所述放大滤波器的输入端与lvdt的次级线圈连接，采样信号控制采样保持器进行采样动作，使得感应信号最大幅值处对准采样信号的下降沿，所述放大滤波器的输出端与所述采样入口跟随器的输入端连接，所述采样入口跟随器的输出端与所述采样保持器的输入端连接，所述采样保持器的输出端与所述采样出口跟随器的输入端连接，所述采样出口跟随器的输出端与所述信号矫正器的输入端连接，所述信号矫正器的输出端即为位移模拟量输出端。
12、进一步地，所述放大滤波器将lvdt次级线圈输出的感应信号放大到易被采集的幅值，并且具有滤波作用。
13、进一步地，所述信号矫正器为反向加法电路，实现调偏和调节输出位移模拟量幅值，位移模拟量所反映的即为电液控制阀阀芯的真实位移。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、1.本专利技术提供的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法及系统，可以适配具有不同信号滞后效果的lvdt进行解调，面对同一批或不同批的电液控制阀用lvdt均有良好的解调效果，适配和应用范围广。
16、2.本专利技术提供的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法及系统，仅通过单片机程序编写就能够调整激励信号相位的超前与滞后，实现次级线圈感应信号的敏感位置主动适配采集信号的采集位置，摒弃了通过更换超前电路中电子元器件来使次级线圈感应信号超前或滞后的调节方式，降低了电液控制阀用lvdt的调试难度，在调试过程中可以配合示波器使用，使调节效果更直观、更便捷，更具有连续性和目的性。
17、3.本专利技术提供的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法及系统，能够实现激励信号相位超前和滞后的高精度调节，更容易使采样信号采集到的次级线圈感应信号的敏感位置，避免了现阶段因无法找到超前电路中需要的电容或电感而耽误电液控制阀调试的进程，本专利技术所提出的方法能够使电液控制阀调试过程更加顺利，提高电液控制阀的调试效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，单片机通过三个不同的通道分别输出H桥驱动信号、LVDT激励信号和采样信号，H桥驱动信号驱动电磁铁，激励信号作用于LVDT的初级线圈，LVDT的次级线圈输出感应信号，经放大滤波后输入采样保持器，采样信号控制采样保持器进行采样动作，使得感应信号最大幅值处对准采样信号的下降沿，采样保持器输出信号经信号矫正后作为位移模拟量输出。
2.根据权利要求1所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，放大滤波与采样保持器之间以及采样保持器和信号矫正之间均具有跟随器电路，实现隔离作用。
3.根据权利要求2所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述激励信号相位的超前与滞后通过单片机程序调节，以实现LVDT次级线圈输出的感应信号能主动适应被采样信号采集的位置，使得采样保持器能够采样感应信号最大幅值处的电压。
4.根据权利要求1所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述采样保持器包含三极管、结型场效应管、电容和电阻，采样控制信号通过采样控制端控制三极管的
5.根据权利要求1所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述H桥驱动信号为互补PWM波信号，通过H桥驱动电路来驱动电液控制阀用电磁铁。
6.根据权利要求5所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述采样信号的频率应与所述互补PWM波信号的频率一致，且所述采样信号的占空比为50%，且采样信号相位的超前与滞后通过单片机程序控制。
7.根据权利要求5所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述采样信号的下降沿需要一直处于所述互补PWM波信号的中间位置，不与上升沿或下降沿重合，避免驱动信号对采用保持器的干扰。
8.一种实现权利要求1-7任一项所述方法的电液控制阀用可编程的位移信号调理系统，其特征在于，该系统包括单片机定时器信号发出模块和采样保持及输出模块；
9.根据权利要求8所述的电液控制阀用可编程的位移信号调理系统，其特征在于，所述放大滤波器将LVDT次级线圈输出的感应信号放大到易被采集的幅值，并且具有滤波作用。
10.根据权利要求8所述的电液控制阀用可编程的位移信号调理系统，其特征在于，所述信号矫正器为反向加法电路，实现调偏和调节输出位移模拟量幅值，位移模拟量所反映的即为电液控制阀阀芯的真实位移。
...【技术特征摘要】
1.一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，单片机通过三个不同的通道分别输出h桥驱动信号、lvdt激励信号和采样信号，h桥驱动信号驱动电磁铁，激励信号作用于lvdt的初级线圈，lvdt的次级线圈输出感应信号，经放大滤波后输入采样保持器，采样信号控制采样保持器进行采样动作，使得感应信号最大幅值处对准采样信号的下降沿，采样保持器输出信号经信号矫正后作为位移模拟量输出。
2.根据权利要求1所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，放大滤波与采样保持器之间以及采样保持器和信号矫正之间均具有跟随器电路，实现隔离作用。
3.根据权利要求2所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述激励信号相位的超前与滞后通过单片机程序调节，以实现lvdt次级线圈输出的感应信号能主动适应被采样信号采集的位置，使得采样保持器能够采样感应信号最大幅值处的电压。
4.根据权利要求1所述的一种电液控制阀用可编程的位移信号调理方法，其特征在于，所述采样保持器包含三极管、结型场效应管、电容和电阻，采样控制信号通过采样控制端控制三极管的导通与关闭，三极管导通和关闭的时间由采样控制端的电容和电阻大小控制，在三极管关闭时，结型场效应管的源极和漏极导通，采样保持器输入端的电压被采集且被保存在采样保持器输出端的电容...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏琦，刘金恒，李海宾，徐兵，张军辉，仇智，黄伟迪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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