專利名稱：電感測微儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型設(shè)計測量裝置，其特別是有關(guān)于一種電感測微儀。
背景技術(shù)：
在軸承行業(yè)自動裝配設(shè)備中，廣泛使用電感測微儀產(chǎn)品，電感測微儀前端所使用的傳感器為差動變壓器電感式傳感器。差動變壓器電感式傳感器初級接受交流激勵信號進行調(diào)制，輸出為兩個次級線圈的感應(yīng)交流電壓信號，此兩信號相位相反，傳感器根據(jù)被測量機械位移帶動變壓器中的磁芯位移，引起兩組次級線圈中的交流電壓信號幅值變化，此信號通過傳感器電纜送至電感測微儀模擬電路進行測量。電感測微儀模擬電路組成，前置放大電路，解調(diào)電路，后級直流放大和調(diào)制波發(fā)生電路等幾個基本的模塊，其中前置放大電路處于與外界傳感器交互的第一級。目前，電感測·微儀前級模擬電路都采用單端輸入方式(如圖I所示)，電感式傳感器11輸出次級繞組串接后，一端為信號輸出至單端前級放大電路12，另一端接信號地，在信號傳輸過程中，由于所有現(xiàn)場數(shù)字設(shè)備(不一定是本機的，所有工廠環(huán)境都有可能，但近端設(shè)備干擾可能性大)都是干擾源，它們都通過外殼接地，并將高頻干擾信號通過濾波器導(dǎo)入大地，所以與大地相連的機架臺板都存在高頻干擾信號?，F(xiàn)場干擾信號通過兩個途徑導(dǎo)入電路，一是傳感器輸出電纜在現(xiàn)場布線中感應(yīng)高頻干擾信號，二是由于傳感器就近接過引起地線回路電阻與干擾信號回流回路，所以從電感測微儀信號輸入端表現(xiàn)為差模干擾信號。這些信號在傳統(tǒng)單端輸入方式前級放大電路中將同有用的檢測信號一起被放大并處理，降低了電感測微儀的信噪比。從使用現(xiàn)象來看，主要表現(xiàn)為測量值無規(guī)律跳動(一般隨機跳動量在O. 5-1微米左右)，并且由于工業(yè)現(xiàn)場干擾的不確定性，跳動數(shù)值不可控，時大時小，極大的影響了電感式測量在高精度方面的應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種測量精度高且抗干擾能力強的電感測微儀。為達成上述目的，本實用新型提出一種電感測微儀，包括前置放大電路、解調(diào)電路、后級直流放大和調(diào)制波發(fā)生電路，且其中前置放大電路為差分放大電路。本實用新型中，將現(xiàn)有的單端前級放大電路改進為差分前級放大電路，改進后的差動變壓器電感式傳感器兩組次級線圈輸出信號將分別輸出接差分前級放大電路反相與同相兩個輸入端。傳感器線圈中心串接點可接信號地，也可根據(jù)使用情況不接地。采用差分放大電路后，原先產(chǎn)生的傳感器電纜傳輸中的感應(yīng)高頻干擾信號，將同時感應(yīng)在差分放大器的兩個信號輸入端，信號從原先表現(xiàn)為對地差模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)楣材８蓴_，并且由于前級電路兩信號輸入時都是針對信號地作用參考，原信號地線回路電阻與干擾信號回流回路產(chǎn)生的干擾對兩輸入端也同時表現(xiàn)為共模干擾。而改進后的前級差分放大電路具有很高的共模抑制比，所以對干擾信號有較強的抑制作用，電路信噪比大大提高。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)中電感測微儀的單端前級放大電路與電感式傳感器連接的電路
原理圖。圖2為本實用新型實施例中電感測微儀的差分前級放大電路與電感式傳感器連接的電路原理圖。
具體實施方式
為了更了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。電感測微儀包括前置放大電路、解調(diào)電路、后級直流放大和調(diào)制波發(fā)生電路等幾個基本的模塊，其中前置放大電路處于與外界傳感器交互的第一級，上述前置放大電路、解調(diào)電路、后級直流放大和調(diào)制波發(fā)生電路等基本模塊之間的連接關(guān)系對于本領(lǐng)域中具有通·常知識的人來說屬于公知常識，在此不再詳細(xì)描述。其中，電感式傳感器將外界機械變形的位移量轉(zhuǎn)換為交流電壓信號的微小變化量，其電壓幅值變化對應(yīng)于機械位移變化，從整體的測量精度來衡量，要求測量的重復(fù)精度為O. 5微米，數(shù)值示值分辨率為O. I微米。如此高的要求對于信號的穩(wěn)定性與抗干擾方面提出了很高的要求。微米級微位移時電感式傳感器輸出信號幅值變化量一般都在毫伏數(shù)量級，這些有用的檢測信號在傳輸過程中一般都夾雜著一些干擾信號，如何減少現(xiàn)場電干擾信號對有用檢測信號的影響是電感測微儀前級模擬電路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。圖2為本實用新型實施例中電感測微儀的差分前級放大電路與電感式傳感器連接的電路原理圖。本實用新型中，將原先單端前級放大電路改進為差分前級放大電路，改進后的電感式傳感器21兩組次級線圈輸出信號將分別接差分前級放大電路22的反相與同相兩個輸入端。電感式傳感器兩組次級線圈中心串接點可接信號地，也可根據(jù)使用情況不接地。經(jīng)差分前級放大電路放大后，原先產(chǎn)生的傳感器電纜傳輸中的感應(yīng)高頻干擾信號，將同時感應(yīng)在差分放大器的兩個信號輸入端，信號從原先表現(xiàn)為對地差模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)楣材８蓴_，并且由于前級電路兩信號輸入時都是針對信號地作用參考，原信號地線回路電阻與干擾信號回流回路產(chǎn)生的干擾對兩輸入端也同時表現(xiàn)為共模干擾。而改進后的前級差分放大電路具有很高的共模抑制比，所以對干擾信號有較強的抑制作用，電路信噪比大大提高。實際使用時，針對同樣的工況進行試驗，原電感測微儀隨機跳動量在O. 5-1微米左右，改進后的電感測微儀隨機跳動量在O. 1-0. 3微米左右，電路抗干擾能力的提高，使得電感測微儀量儀產(chǎn)品可使用在測量精度要求更高，現(xiàn)場干擾工況更差的使用環(huán)境中，大大加強了精密機械加工及裝配環(huán)境測量的穩(wěn)定性，提升了行業(yè)應(yīng)用。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種電感測微儀，包括前置放大電路、解調(diào)電路、后級濾波電路、直流放大和調(diào)制波發(fā)生電路，其特征在于，其中前置放大電路為差分放大電路。
專利摘要本實用新型提供一種電感測微儀，包括前置放大電路、解調(diào)電路、后級直流放大和調(diào)制波發(fā)生電路，且其中前置放大電路為差分放大電路。本實用新型的電感測微儀，測量精度高、抗干擾能力強，并可使用在現(xiàn)場干擾工況更差的環(huán)境中，大大加強了精密機械加工及裝配環(huán)境測量的穩(wěn)定性，提升了行業(yè)應(yīng)用。
文檔編號G01D3/036GK202757629SQ20122030784
公開日2013年2月27日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者尤維佳 申請人:無錫市海鴻精工機械制造有限公司