本发明专利技术公开了一种线圈感应通电导线磁场的位置检测装置。本发明专利技术包括有提供信号的信号发生器１１、将信号转换成磁场的导线１２、感应磁场的线圈２１和放大线圈感应电压的差分型放大器２６。本发明专利技术用导线１２将信号发生器１１发出的信号转换成磁场，然后用线圈２１将磁场信号转换成电压信号，再用差分型放大器２６放大电压信号，最终得到与信号发生器１１发出的信号相关联的检测信号。本发明专利技术可广泛应用于路线或边界检测的地方。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种检测装置，具体说是一种用线圈作传感器的位置检测装置。二、技术背景目前，判断某个物体是否越过某一个规定的线路时，有好多种传感器可供选择红 外对射传感器、压力传感器、霍尔传感器和摄像头传感器等。但是，红外线传感器不易维护， 远距离时不易实现对射，不能做曲线检测，不能用于粉尘多的环境；压力传感器成本高，受 温度影响较大，长线路时也不好检测；霍尔传感器检测精度不高，长线路时磁铁用量大，成 本高；摄像头传感器，技术难度大，成本高，受环境影响较大，不能用于粉尘多的环境。三
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种检测精度高、结构简单、安装方 便、成本低廉的位置检测装置。 为实现上述目的，本专利技术提供一种用线圈作为传感器来感应通电导线磁场的位置 检测装置。本专利技术包括有提供信号的信号发生器11、将信号转换成磁场的导线12、感应磁 场的线圈21和放大线圈21感应电压的差分型放大器26。本专利技术用导线12将信号发生器 11发出的信号转换成磁场，然后用线圈21将磁场信号转换成电压信号，再用差分型放大器 26放大电压信号，最终得到与信号发生器11发出的信号相关联的检测信号。根据电磁理 论，当导线12有电流通过，线圈21的中心轴与导线12围成的平面垂直并与导线12相交时， 穿过线圈21的进出两个方向的磁力线相等，这时线圈21上产生的电压为零；当线圈21的 中心轴垂直于导线12围成的平面并且线圈21的中心轴偏离导线时，穿过线圈21的两个方 向上的磁力线不等，当线圈往不同的方向偏移时，产生电压的极性不同。根据线圈21上没 有电压的状态以及产生的不同极性的电压，即可判断线圈21的位置是在导线12的正上方 还是在导线12的一侧还是导线12的另一侧。将导线12通过的电流设计为特定的几个信 号电流，便可在几根导线12引出几根信号的情况下，分辨出线圈21的多个不同位置或是线 圈21所处的范围。 本专利技术线圈感应通电导线磁场的位置检测装置可广泛应用于路线或边界检测的 地方，它与现有技术相比，有如下积极效果。 1.检测点为通电导线，不存在非线性检测点，可以组成不同形状的线性检测模式。 2.线圈的中心轴垂直于导线围成的检测平面且在某根导线上时，输出的电压信号 为零，线圈的中心轴与检测平面垂直且不在导线正上方而在导线两侧时的电压信号相反， 所以检测精度很高，并且线圈在一定高度范围内变化不影响检测精度。 3. 1到5路信号可以提供1到5路检测线路。 4.信号由占空比较小的方波提供，耗电量小；检测点由导线组成，成本低廉。 5.检测点只需铺设导线，安装简单、方便。 6.不受能见度等环境因素影响。3 本专利技术的目的、特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。四附图说明 图1是本专利技术的原理方框图； 图1中标号说明 1-信号发生模块；ll-信号发生器 2_信号检测模块；21-线圈； 23-电阻； 25-电阻； 图2是本专利技术的方波信号实例。五、 具体实施方案 下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的描述。 如图1所示，本专利技术由信号发生模块1和信号检测模块2两大部分组成。 信号发生模块1由信号发生器11和导线12组成。信号发生器11与导线12连接，并为导线12提供方波信号，使导线12产生与方波信号相关联的磁场信号，以供信号检测模块2检测。使用方波信号作信号源是因为几个方波信号通过调整频率、占空比、相位后可以合成有效信号互不重叠的检测信号，实现多处定位，同时省去用正弦波作信号源时庞大的滤波、检波电路。信号发生器11有1到5个不同信号的接口，可同时与1到5根导线12连接，提供1到5个不同的方波信号，这些1到5根导线12分别产生1到5个不同的与方波信号相关联的磁场信号，供信号检测模块2检测。当信号发生器11提供的方波信号大于等于2小于等于5路时，这些方波信号须遵循规律①频率相同，占空比和相位各不相同；②或者，频率之间成等比关系，并且任意两路方波信号的有效信号不重叠。当有几个方波信号的导线12在一个需同时检测的区域时，线圈21会感应这些方波信号产生的磁场信号并将它们转换合成为电压信号，若要检测到这个合成电压信号中包含的单个电压信号，必须将方波信号定义为在同一时间轴上可区分的信号，这些方波信号有两种区分方法，一是当方波信号频率相同，占空比各不相同时，用它们的占空比来区分，这些方波信号相位之间互不相同，以便方波信号的有效信号在任意时间点都不重合，这样占空比就将方波信号区分开来；另一种方法是用有效信号的位置来区别，将方波信号频率之间设置成等比关系，调整相位及占空比使有效信号在任意时间点都不重合，这时每一个循环周期内，有效信号的位置各不相同并且固定不变，达到互相区分的目的。如图2所示，方波信号的高电压部分定为有效信号，fl的频率是f2的两倍，fl占空比为10%，f2占空比为5%，两个信号合成后，可看出所有的高电压部分(有效信号)均不重合，并且高电压部分的位置在每个周期内都固定不变。这样，当线圈21跨越导线12的其中一根时，电压信号中与这根导线12上的磁场信号相关联的部分发生变化，电压先下降到零，再反向升高，而其余的电压信号则处于不变化的状态。 信号检测模块2由线圈21、电阻22、电阻23、电阻24、电阻25和差分型放大器26组成。线圈21由多匝漆包线绕成的空心线圈或是由多匝漆包线绕成的带磁芯的线圈构成，只要能感应到磁场信号并因此产生电压信号的绕线式的线圈便可使用。使用多匝漆包线是;12-导线；22-电阻；24-电阻；26-差分型放大器；4为了增加线圈的灵敏度，提高检测精度。在检测时，线圈21的中心轴应与导线12围成的平 面垂直，这样能保证线圈21在导线12正上方时线圈21感应到的电压为零，否则检测精度 将大大降低。线圈21在感应磁场信号时，根据电磁理论，当线圈21的中心轴与产生磁场的 导线12围成的平面垂直时，线圈21感应到的电压信号极性在跨越导线12时发生变化。当 线圈21接近导线12时，感应到的电压信号开始变小；当线圈21中心轴正好与导线相交时， 感应到的电压信号为零；当线圈21跨越了导线12时，感应到的电压信号开始反方向增大。 这样的电压信号便于判断线圈21的位置。线圈21 —端与差分型放大器26的同相端相连， 另一端与差分型放大器26的反相端相连，将感应到的电压信号送入差分型放大器26放大。 电阻22与线圈21并联，用于释放线圈21感应磁场信号过程中积累下来的电压信号，抑制 电压信号在线圈21中产生振荡。电阻23的一端与差分型放大器26的基准端相连，另一端 与差分型放大器26的反相端相连。电阻24的一端与差分型放大器26的基准端相连，另一 端与差分型放大器26的同相端相连。电阻23、电阻24给差分型放大器的差分输入端提供 基准电压。虽然线圈21感应到信号后能在差分型放大器26的两个差分输入端上提供差 分电压信号，但是在差分输入端不加上述基准，则差分型放大器26输出的电压信号失真较 大。电阻25与差分型放大器26增益调整端的两个端口连接，用于调整差分型放大器的放 大倍数。由于线圈21感应到的信号比较弱，用输入阻抗低的放大器来放大感应到的信号则 信号的失真很大，不能真正的放大还原微弱的输入信号，所以只能用输入阻抗极高的差分 运本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线圈感应通电导线磁场的位置检测装置，其特征在于：所述线圈感应通电导线磁场的位置检测装置由信号发生模块（１）和信号检测模块（２）两大部分组成； 所述信号发生模块（１）由信号发生器（１１）和导线（１２）组成；所述信号发生器（１１）与导线（１２）连接；所述信号发生器（１１）为导线（１２）提供信号，令导线（１２）产生与信号相关联的磁场信号，以供信号检测模块（２）检测； 所述信号检测模块（２）由线圈（２１）、电阻（２２）、电阻（２３）、电阻（２４）、电阻（２５）和差分型放大器（２６）组成；所述电阻（２２）与线圈（２１）并联，用于释放线圈（２１）感应磁场信号过程中积累下来的电压信号，抑制电压信号在线圈（２１）中产生振荡；所述电阻（２３）的一端与差分型放大器（２６）的基准端相连，另一端与差分型放大器（２６）的反相端相连；所述电阻（２４）的一端与差分型放大器（２６）的基准端相连，另一端与差分型放大器（２６）的同相端相连；所述电阻（２３）、电阻（２４）给差分型放大器的差分输入端提供基准电压；所述电阻（２５）与差分型放大器（２６）增益调整端的两个端口连接，用于调整差分型放大器的放大倍数；所述线圈（２１）一端与差分型放大器（２６）的同相端相连，另一端与差分型放大器（２６）的反相端相连；所述线圈（２１）感应到导线（１２）产生的与信号发生器（１１）输出信号相关联的磁场信号后，产生与磁场信号相关联的电压信号，该信号经差分型放大器（２６）放大后，得到放大的与磁场信号相关联的检测信号。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建兵，张永军，郭翌，
申请(专利权)人：张建兵，张永军，郭翌，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]
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