一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及LVDT，具体涉及一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置及方法，用于解决现有LVDT电压、相位采集成本较高，且工作效率较低的不足之处。该基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置，包括算法单元及电路单元，所述算法单元包括控制器，所述控制器包括软件算法及输入/输出功能卡，所述电路单元包括第一运算放大电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路，该装置通过输入/输出功能卡的多输出通道和多采集通道可以满足多路LVDT的同步激磁和信号采集的要求。同时，本发明专利技术还提供一种虚拟仪器的LVDT电压、相位采集方法。拟仪器的LVDT电压、相位采集方法。拟仪器的LVDT电压、相位采集方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置及方法


[0001]本专利技术涉及LVDT，具体涉及一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置及方法。

技术介绍

[0002]LVDT被称为差动式变压器位移传感器，原理是通过铁芯在线圈之间运动造成的磁场变化，使得铁芯的位移变化量与输出电压变化呈精密线性关系。目前LVDT大多采用外接仪表进行电压、相位的采集，成本较高，外接仪表一般只能满足单路LVDT的测量要求，且设备需要人工操作，数据和结论需要人工记录，工作效率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有LVDT电压、相位采集成本较高，且工作效率较低的不足之处，而提供一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置及方法。
[0004]为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了如下技术解决方案：
[0005]一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置，其特殊之处在于：包括算法单元及电路单元，所述算法单元包括控制器，所述控制器包括软件算法及输入/输出功能卡，所述电路单元包括第一运算放大电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路；
[0006]所述第一运算放大电路包括第一放大器、第二放大器、第三放大器和跳线帽P1；所述第一放大器输入端与输入/输出功能卡的输出端连接，用于接收输入/输出功能卡根据软件算法输出的激励信号，第一放大器输出端与跳线帽P1第3接线端连接；所述第二放大器输入端与外接激励电源连接，第二放大器输出端与跳线帽P1第1接线端连接；所述第三放大器输入端与跳线帽P1第2接线端连接，第三放大器输出端JC1与待采集LVDT的激励信号输入端相连；所述第一放大器、第二放大器、第三放大器均为正向放大器，其增益均为1，用于隔离滤波；所述跳线帽P1用于将第二放大器的输出端或第一放大器的输出端与第三放大器的输入端连接；
[0007]待采集LVDT的两个信号输出端分别与第二运算放大电路的输入端V13
‑
in、第三运算放大电路的输入端V14
‑
in相连，所述输入/输出功能卡的两个单端模拟量输入端分别与第二运算放大电路的输出端V135
‑
out、第三运算放大电路的输出端V145
‑
out相连，输入/输出功能卡互为差分的两个模拟量输入端分别与第二运算放大电路的输出端V134
‑
out、第三运算放大电路的输出端V143
‑
out相连；
[0008]所述软件算法根据第二运算放大电路的输出端V135
‑
out输出信号、第三运算放大电路的输出端V145
‑
out输出信号、第二运算放大电路的输出端V134
‑
out输出信号和第三运算放大电路的输出端V143
‑
out输出信号得到LVDT反馈激励信号、LVDT反馈差分信号，以及两者之间的最终相位差；
[0009]所述第二运算放大电路和第三运算放大结构相同，均包括两个增益为1的正向放大器，用于实现单端信号和差分信号的隔离。
[0010]进一步地，所述第一放大器包括增益均为1的正向放大器U1和正向放大器U2；
[0011]所述正向放大器U1包括运算放大器A1、电阻R1和电容C1；所述电阻R1一端与输入/输出功能卡的输出端连接，另一端与运算放大器A1同向输入端连接；所述电容C1一端接地，另一端与运算放大器A1同向输入端连接；所述运算放大器A1的反相输入端与其输出端短接；
[0012]所述正向放大器U2包括运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电容C4和电容C5；所述电阻R2的一端与运算放大器A1的输出端连接，另一端和电阻R3的一端、电容C5的一端连接；所述电阻R3的另一端与运算放大器A2同相输入端连接；所述电容C5的另一端与运算放大器A2的输出端连接；所述电容C4一端接地，另一端与运算放大器A2同向输入端连接；所述运算放大器A2的输出端与跳线帽P1第3接线端连接。
[0013]进一步地，所述第二运算放大电路包括第一跟随器和第二跟随器，所述第三运算放大电路包括第三跟随器和第四跟随器，所述第第一跟随器和第二跟随器输入端相同，均与待采集LVDT的一个信号输出端连接；所述第三跟随器和第四跟随器输入端相同，均与待采集LVDT的另一个信号输出端连接；
[0014]所述第一跟随器输出端、第二跟随器输出端分别与输入/输出功能卡的两个单端模拟量输入端，用于输出单端信号；
[0015]所述第三跟随器输出端、第四跟随器输出端分别与输入/输出功能卡互为差分的两个模拟量输入端连接，用于输出差分信号。
[0016]进一步地，所述LVDT反馈激励信号包括激励电压、激励相位、激励频率，所述LVDT反馈差分信号包括差分电压、差分相位、差分频率；
[0017]所述激励相位与差分相位之间的相位差为若时，则最终相位差为若时，则最终相位差为若若时，则最终相位差为若时，则最终相位差为
[0018]若最终相位差＜90
°
时，则差分电压不变；若最终相位差≥90
°
时，则差分电压取反。
[0019]进一步地，所述软件采用上位机labview软件。
[0020]进一步地，所述控制器为CPCI控制器，所述输入/输出功能卡为CPCI输入/输出功能卡。
[0021]同时，本专利技术还提供一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集方法，其特殊之处在于，采用上述基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置，包括以下步骤：
[0022]步骤(1)、若激励信号电压不超过10V，输入/输出功能卡根据软件算法输出激励信号送入第一运算放大电路进行滤波；激励信号电压超过10V，外接激励电源输出激励信号送入第一运算放大电路进行滤波；
[0023]第一运算放大电路的输出信号送入待采集LVDT的激励信号输入端；
[0024]步骤(2)、待采集LVDT的输出信号分别送入第二运算放大电路的输入端V13
‑
in、第三运算放大电路的输入端V14
‑
in进行滤波；
[0025]步骤(3)、第二运算放大电路的输出端V135
‑
out输出信号、第三运算放大电路的输出端V145
‑
out输出信号送入输入/输出功能卡的两个单端模拟量输入端，第二运算放大电
路的输出端V134
‑
out输出信号和第三运算放大电路的输出端V143
‑
out输出信号送入输入/输出功能卡互为差分的两个模拟量输入端；
[0026]步骤(4)、软件算法处理数据
[0027](4.1)软件算法根据第二运算放大电路的输出端V135
‑
out输出信号、第三运算放大电路的输出端V145
‑
out输出信号得到LVDT反馈激励信号，包括激励电压、激励相位、激励频率；软件算法根据第二运算放大电路的输出端V134...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置，其特征在于：包括算法单元及电路单元，所述算法单元包括控制器，所述控制器包括软件算法及输入/输出功能卡，所述电路单元包括第一运算放大电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路；所述第一运算放大电路包括第一放大器、第二放大器、第三放大器和跳线帽P1；所述第一放大器输入端与输入/输出功能卡的输出端连接，用于接收输入/输出功能卡根据软件算法输出的激励信号，第一放大器输出端与跳线帽P1第3接线端连接；所述第二放大器输入端与外接激励电源连接，第二放大器输出端与跳线帽P1第1接线端连接；所述第三放大器输入端与跳线帽P1第2接线端连接，第三放大器输出端JC1与待采集LVDT的激励信号输入端相连；所述第一放大器、第二放大器、第三放大器均为正向放大器，其增益均为1，用于隔离滤波；所述跳线帽P1用于将第二放大器的输出端或第一放大器的输出端与第三放大器的输入端连接；待采集LVDT的两个信号输出端分别与第二运算放大电路的输入端V13
‑
in、第三运算放大电路的输入端V14
‑
in相连，所述输入/输出功能卡的两个单端模拟量输入端分别与第二运算放大电路的输出端V135
‑
out、第三运算放大电路的输出端V145
‑
out相连，输入/输出功能卡互为差分的两个模拟量输入端分别与第二运算放大电路的输出端V134
‑
out、第三运算放大电路的输出端V143
‑
out相连；所述软件算法根据第二运算放大电路的输出端V135
‑
out输出信号、第三运算放大电路的输出端V145
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out输出信号、第二运算放大电路的输出端V134
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out输出信号和第三运算放大电路的输出端V143
‑
out输出信号得到LVDT反馈激励信号、LVDT反馈差分信号，以及两者之间的最终相位差；所述第二运算放大电路和第三运算放大结构相同，均包括两个增益为1的正向放大器，用于实现单端信号和差分信号的隔离。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置，其特征在于：所述第一放大器包括增益均为1的正向放大器U1和正向放大器U2；所述正向放大器U1包括运算放大器A1、电阻R1和电容C1；所述电阻R1一端与输入/输出功能卡的输出端连接，另一端与运算放大器A1同向输入端连接；所述电容C1一端接地，另一端与运算放大器A1同向输入端连接；所述运算放大器A1的反相输入端与其输出端短接；所述正向放大器U2包括运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电容C4和电容C5；所述电阻R2的一端与运算放大器A1的输出端连接，另一端和电阻R3的一端、电容C5的一端连接；所述电阻R3的另一端与运算放大器A2同相输入端连接；所述电容C5的另一端与运算放大器A2的输出端连接；所述电容C4一端接地，另一端与运算放大器A2同向输入端连接；所述运算放大器A2的输出端与跳线帽P1第3接线端连接。3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟仪器的LVDT电压、相位采集装置，其特征在于：所述第二运算放大电路包括第一跟随器和第二跟随器，所述第三运算放大电路包括第三跟随器和第四跟随器，所述第第一跟随器和第二跟随器输入端相同，均与待采集LVDT的一个信号输出端连接；所述第三跟随器和第四跟随器输入端相同，均与待采集LVDT的另一个信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑶，任卫东，夏茹，丁登科，霍丰丰，曹凯阳，
申请(专利权)人：西安庆安航空试验设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：