文档介绍：课程设计任务书
学生姓名: 专业班级: 信息工程0402
指导教师: 工作单位:信息工程学院
题目: 电感式位移检测的传感系统的设计
初始条件:变气隙长度型差动自感传感器,14433,
LED七段数码管
要求完成的主要任务:
利用变气隙长度型差动自感传感器设计电感式位移检测的传感系统
、转换电路;
;
;
1)3位半模数转换器(7107)
2) 显示器采用LED (型号:TOS-5101BH)
;

时间安排:
2007年 1月29号--30号选题及调研
1月31号--2月1号程序设计及调试
2月 2号--2月3号撰写课程设计说明书
2月4号答辩

指导教师签名: 年月日
系主任(或责任教师)签名: 年月日
目录
1 前言………………………………………………………………………………………1
2 设计原理…………………………………………………………………………………1
…………………………………………………………………3
…………………………………………………………………4
……………………………………………………………………4
3 总设计图…………………………………………………………………………………8
4 电路调试…………………………………………………………………………………9
5 心得体会…………………………………………………………………………………9
6 参考文献…………………………………………………………………………………10

随着社会的发展和科学的进步,人类探知工程信息的领域和空间不断的扩展,要求信息传递的速度加快和信息处理的能力增强,因而形成了信息采集技术-之一传感技术它将成为21世纪人们在信息工程技术领域争夺的一个最高点,因而,学好感测并用与实践对我们来讲是非常必要的。
感测课程设计挑战性很大,它需要我们掌握和运用基本的感测原理及运放电路结构,各部分功能及其相互联系、相互作用,并要熟悉基本的图形知识,才能独立把电路设计出来。因而对于我们提传感与检测的实际运用具有很大的帮助,让我们对在实践中真正巩固了传感与检测技术这门重要的课程,并最大限度的发挥我们的创造性

该设计要求传感系统将待测的非电量(位移)转换为电量,并将所得的电量转换为人可识别的形式(数码管的数字显示)。总框图如图1所示。
图1 设计总框图
该检测电路使用差动气隙式自感传感器,两个传感线圈在工作时的自感呈反相变化,形成差动输出,因而称之为差动自感传感器。差动自感传感器有变气隙长度型和变气隙截面积型。该检测电路选用变气隙长度型差动自感传感器,其原理图如图2所示。
图2 差动自感传感器原理图
(1)初态时:若结构对称,且动铁居中,则
(2)动铁上移时,则
(3)动铁下移时:同理可得

由上分析可得,动铁位移时,输出电压的大小和极性将跟随位移的变化而变化。
该差动自感传感器等效图如图3所示。
图3 差动自感传感器等效图
传感器的输出信号需要经相敏检波电路的处理,将正弦信号变为正负值随动铁位移方向的不同而变化的全波检流信号。其电路图如图4所示。
图4相敏检波电路
(1)初态时:由于动铁居中,即,由于桥路结构对称,此时,即。
(2)动铁上移时:,即,此时
图示所示电流和标向为电源正半周时的流向,电源负半周时流经和的电流和方向都改变,如图中和所示;但测量电桥的输出状态不变,即无论电源正半周或负半周,输出均为0,所示表指针反转,读数为负,表明动铁在下移。
(3)动铁下移时:,即,此时

动铁移动导致气隙长度的变化,差动自感传感器的输出随之变化。该输出需经放大电路将信号放大,放大器的输出将作为滤波电路的输入。放大电路的电路图如图5所示,运算放大器选用LH0032,工作电源电压为+20V和-20V。其中,反馈电路中用到了电感和可变电容,在最后的调试中可适当调节可变电容的电容值以达到预期的参数。
图5 放大电路的电路图

前一级放大电路以对信号进行了放大,接下来,为了让信号变得适合数字显示电路的输入,需要让信号进一步平滑,变成恒定电压。本单元设计采用二阶型低通滤波器,主要由LH0032构成。电路原理图如图6所示。

图6滤波电路图

该单元由数字电压表构成。数字显示电路主要由三位半双积分A/14433、精密基准电源MC1403、CMOS BCD七段译码/4511、七路达林顿晶体管