《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 基于磁敏技術的位移傳感器的設計
基于磁敏技術的位移傳感器的設計
來源:微型機與應用2010年第14期
盧印舉, 單國全
(中州大學 信息工程學院,河南 鄭州450044)
摘要: 介紹了MLX90316的內部結構和應用特性,設計了以LPC2136為CPU、MLX90316為位置反饋、具備1路光電隔離RS485通信輸出的位移傳感器,給出了位移計算策略和計算方法,詳細分析了接口電路原理圖和接口時序。
Abstract:
Key words :

摘  要: 介紹了MLX90316的內部結構和應用特性,設計了以LPC2136為CPU、MLX90316為位置反饋、具備1路光電隔離RS485通信輸出的位移傳感器,給出了位移計算策略和計算方法,詳細分析了接口電路原理圖和接口時序。
關鍵詞: MLX90316; 磁敏技術; 位移傳感器

   對物體位移進行非接觸測量是目前位移測量技術的重要發展方向之一,這是由于非接觸測量方法具有高速、不接觸被測物體等優點。傳統的接觸式位移傳感器采用電位器式位移傳感器,它通過電位器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數關系的電阻或電壓輸出[1]。為實現測量位移目的而設計的電位器,要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關系。非接觸式位移傳感器種類繁多,如時柵位移傳感器[2]、線位移差分傳感器[3]、容柵位移傳感器[4]、電感式位移傳感器[5]等,這些傳感器的精度高,但結構復雜、成本高,對被測物體運動速度還附加了限制,如必須運行平穩、無突變和相對低速等。
 本文從工程應用的角度,設計了一種基于磁敏技術的位移傳感器,該傳感器在精度、抗震、耐用度等方面有了成功的改善。
1 磁敏傳感器工作原理
 在基于磁敏技術的位移傳感器上,選擇MLX90316作為磁敏角度的采集。
 MLX90316是一種線性霍爾芯片,在霍爾效應傳感器上增加集成磁場集中器(IMC)的單片集成傳感芯片[6]。能夠在單點感應到磁通量的所有3個分量,因此,可以得到360°的旋轉位置值,通過多種模式輸出準確度很高的線性絕對位置信號,并且成本低廉,安裝簡便。而普通的水平(或者平面)霍爾傳感器只能感應垂直于IC表面的磁通量。
 MLX90316芯片前端是采用Triaxis霍爾技術的傳感器。由霍爾傳感器得到的二路正交的模擬信號經過放大處理后,經過14 bit微分型A/D轉換器進入芯片微處理器(DSP),再經過16 bit DSP處理之后的數字信號分3路輸出。MLX90316輸出具有12 bit角度分辨率,10 bit角度精度,并且在一定程度上可以避免外圍溫度變化對輸出精度的影響。MLX90316具有3種輸出:由12 bit D/A轉換為模擬量輸出;頻率為100 Hz~1 000 Hz的PWM輸出;數字模式下利用串行通信協議輸出(SPI)。
   在本設計中,選擇SPI接口輸出。
2 硬件接口電路設計
 基于磁敏技術的位移傳感器主要由3個部分組成,前端角度信號采集、數據處理單元、數據通訊單元,具體的功能框圖如圖1所示。

   磁敏角度感應器選用MLX90316,它將位移所導致的磁鐵磁場轉動的角度轉換為磁敏角度。
 微處理器單元通過SPI接口與MXL90316進行數據通信,用于完成磁敏角度數據的接收,由于接收到的是磁場轉換的角度,所以通過建立數學模型,結合輪轂直徑等因素,將磁敏角度換算為拉線的位移。傳感器的所有任務最終都掛在實時操作系統μC/OS-II上運行,因此不僅要考慮微控制器的內部資源,還要看其可移植性和可擴展性。LPC2136是Phlips公司生產的32 bit ARM7TDMI-S微處理器[7],嵌入256 KB高速Flash存儲器。采用3級流水線技術,取指、譯碼和執行同時進行,能夠并行處理指令,提高CPU運行速度。由于具有非常小的尺寸和極低的功耗,抗干擾能力強,適用于各種工業控制。
 數據通信單元設計了1路RS485通信接口,負責接收來自應用系統的命令、向應用系統返回采集的位移結果。
2.1 SPI接口電路設計
 MLX90316具備1路SPI接口,用于角度信號的數據,由于串行通信的輸出信號直接來自于內部DSP輸出,SPI輸出模式更穩定,誤差更小,并且具有更高的抗干擾能力,在本設計中,選用SPI接口,具體的硬件接口連接電路如圖2所示。在圖2中,MLX90316的SPI 3根線與LPC2136的SPI0口連接。SPI(Serial Protocol Interface)總線接口是一種同步串行外設接口。這是一個4根信號線的串行接口協議,包括主、從兩種模式。這4根信號線分別是:時鐘線(SCK)、數據輸入線(MISO)、數據輸出線(MOSI)和從設備使能線(/SS)。

 SPI接口中,LPC2136作為主控端,MLX90316作為從屬端。SPI通信模塊主要讓LPC2136讀取MLX90316的磁敏角度,SPI的通信過程為:主控端先輸出一個0xAA以及一個0xFF作為通信起始信號,接著輸出8個0xFF,而從端會同時輸出2個0xFF、4 B的角度信號以及4個0xFF,從而完成一次數據通信。具體的通信時序如圖3所示。

2.2 RS485通信接口電路設計
 RS485總線以其結構簡單、通信速率高、傳輸距離遠等諸多優點,在工業控制系統中得到了廣泛應用。它采用平衡發送和差分接收方式實現通信,發送端將串行口的TTL電平信號轉換成差分信號A、B兩路輸出,經過線纜傳輸之后在接收端將差分信號還原成TTL電平信號[8]。由于傳輸線通常使用雙絞線,又是差分傳輸,所以有極強的抗共模干擾的能力,總線收發器靈敏度很高。
 在基于磁敏技術的位移傳感器中設計了一路RS485信號輸出,RS485接口芯片采用MAX3485,用于與應用系統進行位移數據交換。如圖4所示,為了確保數據通信的可靠性,通信接口采用了光電隔離芯片6N137。


3 位移計算算法實現
    MLX90316采集旋轉的角度數據,ARM根據獲取的角度數據,通過建立數學模型計算為直線位移數據。ARM通過RS485通信接口與應用系統的設備進行通信,將接收來自應用系統設備的命令,并將采集到的位移信號反饋給應用系統。
    位移計算公式為:
   
其中,R為引起MLX90316角度變換的線性位移距離角度變換的中心半徑,φ為直線位移所導致的MLX90316的旋轉的角度,L為直線位移。
4 工程應用與結論
 (1)磁鐵選擇
 水平磁通量均勻的磁鐵都可以使用,磁鐵的大小和材料并不重要。在機械、磁場和熱容限之內,水平磁通量必須在20-70 mT(例如,45  mT±25 mT)范圍以內。
 (2)氣隙距離
 在氣隙問題上,如果距離IC表面的實際氣隙大于7.5  mm,環形磁鐵要優于盤形磁鐵。磁鐵可以放在軸的末端,使用環形磁鐵時可以繞在軸上。也可以使用特殊的磁鐵設計,獲得旋轉位置傳感器正常的傳輸特性。
    在“基于FPGA技術的堤壩位移智能檢測系統”中,本傳感器用于堤壩根石位移采集。利用RSS485總線將35個監測點組成星型網絡,從試驗結果可以看出,該傳感器克服傳統拉線式位移傳感器的易磨損、分辨力差、阻值偏低、高頻特性差等缺點,提高了測量精度。
參考文獻
[1] 張福學.實用傳感器手冊[M]. 北京:電子工業出版社, 1988.
[2] 盧國綱.位移測量技術及其傳感器的最新發展[J].WMEM, 2005,19(4):72-73.
[3] 彭東林,劉小康,張興紅,等.精密時柵位移傳感器研究[J].制造技術與機床,2005,55(11):98-10.
[4] 張銀芳.容柵位移傳感器的工作原理及其特點.精密制造技術,2005,41(4):58-89.
[5] 楊朝英,徐龍祥.磁軸承系統中差動變壓器式位移傳感器的研究[J].傳感器技術,2005,24(9):8-9.
[6] Melexis Mieroeleetronie Integrated System. MLX90316 Rotary Position Sensor IC.2005.
[7] PHLIPS公司. PLC2316 User Manual. PHLIPS公司.2004.
[8] 虞日躍,史洪源.RS485總線理論與實踐[J].電子技術應用,2001,27(11):55-57.

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          在线成人h网| 免费短视频成人日韩| 欧美日韩国产区| 国产精品va在线播放我和闺蜜| 一区二区三区免费网站| 在线免费高清一区二区三区| 在线观看久久av| 国产精品一区二区三区观看| 尤物九九久久国产精品的特点| 亚洲国产日韩欧美综合久久| 午夜精品福利在线| 韩国三级电影一区二区| 99国内精品久久久久久久软件| 欧美精品日韩综合在线| 国产精品自拍视频| 欧美一级在线视频| 美女亚洲精品| 欧美日韩免费观看一区二区三区| 欧美激情一区二区三区在线视频观看| 米奇777在线欧美播放| 欧美96在线丨欧| 欧美欧美午夜aⅴ在线观看| 国产伦精品一区二区三区| 99人久久精品视频最新地址| 一区二区视频欧美| 久久久久久久国产| 亚洲片国产一区一级在线观看| 久久免费的精品国产v∧| 久久riav二区三区| 在线天堂一区av电影| 国产精品一页| 欧美精品网站| 久久国产精品72免费观看| 久久看片网站| 亚洲国产精选| 国产精品亚洲产品| 国产精品成人午夜| 国产专区欧美专区| 亚洲福利一区| 在线亚洲欧美专区二区| 伊人成年综合电影网| 欧美精品999| 国产精品成人aaaaa网站| 1204国产成人精品视频| 亚洲精品少妇| 欧美精品久久久久a| 小处雏高清一区二区三区| 一区二区三区日韩精品| 亚洲在线视频免费观看| 日韩亚洲欧美一区二区三区| 美女精品网站| 欧美日韩你懂的| 最新亚洲视频| 一区二区日韩免费看| 国产欧美一区二区三区沐欲| 好吊一区二区三区| 国产欧美精品一区二区色综合| 欧美激情亚洲另类| 在线观看日韩精品| 国产日韩欧美综合精品| 欧美 日韩 国产一区二区在线视频| 国内精品久久久久久久果冻传媒| 久久久国产精品一区| 亚洲三级免费| 午夜精品久久久久久久99热浪潮| 亚洲免费久久| 亚洲国产成人精品女人久久久| 久久国产精品99国产| 欧美激情精品久久久久久蜜臀| 欧美性片在线观看| 久久av免费一区| 亚洲欧美另类国产| 亚洲福利视频网站| 国产视频久久久久| 久久精品一区二区三区不卡牛牛| 国产精品久久久久久福利一牛影视| 欧美三区免费完整视频在线观看| 欧美一区观看| 在线欧美日韩国产| 国产乱子伦一区二区三区国色天香| 午夜精品www| 欧美亚洲自偷自偷| 欧美日韩国产一区二区三区| 在线观看一区二区精品视频| 国产伦精品一区二区三区视频孕妇| 一区二区三区无毛| 欧美精品亚洲一区二区在线播放| 亚洲一区二区久久| 亚洲美女视频在线免费观看| 一区二区三区视频免费在线观看| 欧美日韩国产美| 一区二区亚洲精品国产| 一本久道久久综合中文字幕| 亚洲国产精品视频| 亚洲青涩在线| 久久婷婷国产综合精品青草| 亚洲欧美伊人| 欧美精品日韩综合在线| 欧美激情中文字幕一区二区| 国产精品毛片| 在线中文字幕一区| 黑人一区二区三区四区五区| 国产婷婷色一区二区三区| 久久夜色精品亚洲噜噜国产mv| 亚洲一区二区在| 久久亚洲综合| 亚洲小说春色综合另类电影| 欧美成人日本| 欧美精品日韩一区| 欧美激情性爽国产精品17p| 亚洲与欧洲av电影| 国产日韩精品入口| 国产在线拍揄自揄视频不卡99| 亚洲一区二区三区中文字幕| 在线日韩一区二区| 午夜欧美电影在线观看| 国产精品亚洲人在线观看| 欧美日韩网址| 国产精品你懂的在线| 国产精品一区一区| 欧美日韩在线第一页| 亚洲毛片在线看| 国产视频久久久久| 9久草视频在线视频精品| 在线国产欧美| 噜噜噜91成人网| 欧美天天影院| 亚洲综合成人在线| 国产精品久久久久秋霞鲁丝| 一区二区三区无毛| 国内精品视频在线观看| 亚洲激情视频在线| 免费在线日韩av| 欧美理论电影在线观看| 亚洲欧洲久久| 欧美成人在线免费观看| 欧美精品麻豆| 国产伦精品一区二区三区四区免费| 在线国产亚洲欧美| 亚洲免费电影在线| 国产女人水真多18毛片18精品视频| 亚洲国产mv| 午夜精品久久久久久99热软件| 国产日韩亚洲欧美精品| 欧美一区在线看| 一二三区精品福利视频| 亚洲国产精品热久久| 欧美mv日韩mv国产网站app| 亚洲欧美日本日韩| 香蕉久久a毛片| 国产欧亚日韩视频| 欧美一二三区在线观看| 亚洲狠狠婷婷| 亚洲视频免费| 国产欧美一区二区三区在线看蜜臀| 在线视频欧美日韩精品| 久久av一区二区三区亚洲| 国产精品视频观看| 亚洲视频欧美视频| 亚洲女人小视频在线观看| 黄色亚洲大片免费在线观看| 亚洲欧美制服另类日韩| 欧美天天影院| 亚洲欧美国产日韩天堂区| 亚洲一区二区三区免费视频| 精品99一区二区三区| 日韩视频免费观看高清在线视频| 欧美日本簧片| 国产精品青草久久| 欧美乱人伦中文字幕在线| 亚洲深夜激情| 欧美日韩视频在线一区二区观看视频| 欧美精品情趣视频| 欧美亚洲在线播放| 欧美 日韩 国产精品免费观看| 国内精品写真在线观看| 在线看国产一区| 欧美日韩美女在线观看| 欧美色区777第一页| 亚洲五月六月| 欧美区亚洲区| 亚洲国产高清aⅴ视频| 禁断一区二区三区在线| 欧美视频免费| 国产精品视频99| 国产日韩一级二级三级| 国产婷婷97碰碰久久人人蜜臀| 亚洲国产裸拍裸体视频在线观看乱了中文| 国产精品最新自拍| 欧美精品xxxxbbbb| 久久免费观看视频| 99精品视频免费观看视频| 久久精品72免费观看| 免费观看一级特黄欧美大片| 国产视频一区三区| 亚洲欧美在线一区二区| 久久国产精品一区二区三区四区| 精品电影一区| 亚洲无吗在线| 国产精品一区二区久久久| 国产精品乱码一区二三区小蝌蚪| 99www免费人成精品| 国产精品久久久久久久app| 欧美a级一区| 国产精品实拍| 免费欧美在线视频| 99re这里只有精品6| 国产毛片久久| 国产在线观看91精品一区| 一区二区三区在线免费视频| 男人的天堂亚洲| 美女诱惑一区| 国产精品麻豆va在线播放| 久久国产欧美日韩精品| 欧美大片va欧美在线播放| 久久久伊人欧美| 亚洲欧美制服中文字幕| 亚洲理伦在线| 国产精品拍天天在线| 国内精品视频在线观看| 国产一区二区中文字幕免费看| 国产精品欧美精品| 一色屋精品视频在线看| 久久婷婷综合激情| 亚洲精品视频中文字幕| 欧美日韩午夜在线视频| 亚洲午夜一区| 黄色免费成人| 亚洲高清三级视频| 午夜精品久久久久久久久久久久| 欧美另类久久久品| 亚洲神马久久| 亚洲一区欧美| 久久婷婷综合激情| 欧美日韩美女在线观看| 欧美无砖砖区免费| 欧美www视频在线观看| 国产亚洲精久久久久久| 欧美激情精品久久久久久变态| 亚洲高清资源综合久久精品| 欧美精品成人91久久久久久久| 国产亚洲视频在线观看| 久久蜜桃资源一区二区老牛| 亚洲国产精品一区二区尤物区| 欧美成人在线免费视频| 国产一区二区三区久久悠悠色av| 亚洲女女女同性video| 亚洲一区亚洲| 久久国产精品久久久久久久久久| 亚洲国产精品福利| 麻豆精品国产91久久久久久| 在线免费观看一区二区三区| 亚洲黄色av一区| 欧美精品成人一区二区在线观看| 国产精品你懂得| 一本色道久久88亚洲综合88| 久久久精品视频成人| 亚洲片国产一区一级在线观看| 亚洲欧美成人一区二区在线电影| 欧美性色综合| 在线观看亚洲专区| 亚洲欧美日韩国产一区二区| 欧美精品18+| 国产区精品在线观看| 欧美精品一区视频| 久久国产精品一区二区三区四区| 欧美精品福利在线| 国产一级精品aaaaa看| 欧美午夜女人视频在线| 亚洲综合电影一区二区三区| 日韩亚洲一区在线播放| 国产免费一区二区三区香蕉精| 国产一区在线观看视频| 午夜精彩国产免费不卡不顿大片| 蜜臀av性久久久久蜜臀aⅴ| 欧美激情视频给我| 国产精品少妇自拍| 亚洲日本中文字幕区| 久久www免费人成看片高清| 国模精品一区二区三区色天香| 黄色一区二区在线观看| 韩国女主播一区| 免费观看在线综合色| 樱桃国产成人精品视频| 小黄鸭精品aⅴ导航网站入口| 久久精品中文字幕一区二区三区| 亚洲人体大胆视频| 日韩一区二区免费高清| 欧美黑人一区二区三区| 日韩一区二区精品| 亚洲国产欧美一区二区三区丁香婷| 国产在线精品一区二区中文| 国内精品视频在线观看| 亚洲黄色毛片| 亚洲乱码一区二区| 国产亚洲精品激情久久| 欧美日韩大陆在线| 欧美理论大片| 亚洲欧美色婷婷| 欧美一级专区免费大片| 久久亚洲精品中文字幕冲田杏梨| 国产精品日韩欧美一区二区| 国产精品人人爽人人做我的可爱| 亚洲精品之草原avav久久| 免费在线欧美视频| 亚洲色图制服丝袜| 亚洲福利在线观看| 欧美日韩久久久久久| 亚洲三级网站| 国产精品乱人伦一区二区| 性色一区二区三区| 欧美韩日一区二区三区| 欧美精品九九99久久| 亚洲香蕉伊综合在人在线视看| 国产精品伦子伦免费视频| 久久精品视频在线免费观看| 亚洲一区二区三区精品视频| 欧美在线观看一区二区| 国产欧美一区二区色老头| 亚洲激精日韩激精欧美精品| 免费亚洲一区| 国产日韩欧美| 麻豆九一精品爱看视频在线观看免费| 国产精品videossex久久发布| 欧美日韩国产一区| 国产亚洲精品久久久久动| 国产欧美日韩91| 国产精品免费一区二区三区观看|