当测量不同的位移时,涡流位移传感器具有不同的温度灵敏度系数。
曲线拟合方法不提供全尺寸温度补偿。指定的运动的多个线圈的电压的变量的温度数据被收集在培养箱并以曲线调整,并且能够得到线圈电压到指定的位移根据曲线和温度传感器中的线圈。过调整最小二乘位移和线圈电压获得多项式方程。过代入等式中的线圈电压的值,获得温度无关的位移,其允许温度补偿。DMA中断和后台程序的组合使传感器非常动态。流位移传感器;温度补偿;最小二乘法;在线调整;高动态响应; DMA中断CLC编号:TN911.1? 34; TP212文件代码:A货号:1004? 373X(2018)05?独特的曲线拟合方法不能在测量范围内提供温度补偿。集来自指定的多位移线圈电压的温度漂移数据。
用最小二乘法拟合指定的位移和指定的线圈电压以获得多项式,而最小二乘法允许调整指定的位移和感应线圈电压(多项式)线圈已经在等式中代替,以获得与温度无关的位移并实现温度补偿。感器具有高动态响应通过在后台使用DMA中断和程序相结合的方法。键词:涡流位移传感器;温度补偿;最小二乘法;在线调整;高动态响应;带有DMA中断的涡流位移传感器,可用于非接触式测量饮料罐装配线上的高度检测时罐的温度很高[1],这需要传感器的温度漂移很小,以便能够准确地测量它。时,管道的速度更快,迫使传感器具有更高的动态响应。了满足这两个要求,本文件提出了一种实时温度补偿方法。统硬件结构涡流位移传感器包括线圈,温度传感器,电源电路,信号调节电路,采样电路,DSP和模数转换电路。材料结构[2]。硬件结构框图如图1所示。号由调理电路产生,并通过电阻加载到线圈中。圈在金属表面附近产生涡流损耗。流损耗的大小决定了线圈两端电压的大小。过测量通过线圈[3]的信号幅度来测量线圈和金属表面之间的距离。

DSP通过采样电路获取线圈信号的幅度和线圈的温度。据线圈信号的幅度和线圈温度,使用温度补偿算法获得与温度无关的位移值,然后通过数模转换电路。
度补偿算法温度补偿的基本过程是使用恒温器获得探头温度和线圈电压在指定位移(称为温度特性曲线)的特性曲线并存储。DSP中。传感器中,DSP获取线圈的温度,并且基于已知的温度特性曲线,可以获得在多个指定位移处的线圈的电压值。而,线圈的电压值通常在这些已知值之间,并且电压位移曲线必须通过曲线拟合获得。温度变化时,指定位移处的线圈电压值改变,相应电压的位移曲线也改变。要一种在线调节方法来调节线圈电压和实时位移之间的传递曲线,作为当前温度及其特性的函数。取温度特性曲线一旦传感器的硬件系统完成并且采样程序被编程,DSP就可以通过串口打印当前温度值和线圈电压幅值。以在没有单元的情况下使用这些值,并且可以使用采样值。传感器范围内选择了几个指定的移动点。试每个位移点的温度特性[4]。试方法如下:首先,将测试装置放在恒温器中,恒温阀芯将位移设置到指定的行程点,上位机接收并记录串口打印的温度值DSP和线圈信号的幅度值,然后将温度升高到最大值并达到最高温度。将烤箱温度设置为传感器工作温度范围的最小值。测试方法用于记录从下到上和从上到下的线圈的温度和振幅数据。用这组数据图,我们可以看到指定位移处的温度和振幅之间的关系。度升高和温度降低曲线并不完全一致。要原因是线圈未正确选择,金属表面和待测线圈,探头的金属外壳和线圈之间存在温差。

于冷却过程缓慢且温度滞后不明显,冷却过程的数据进行曲线调整,以获得指定位移温度特性曲线的方程式[5]。7]。不同的指定位移处进行测试给出了每个位移处的温度的特征曲线方程。当注意,使用调整工具获得的等式与获取的数据不同并且需要被校正。小二乘法用于调整幅移变换曲线,当前温度值由温度传感器获得,并由温度特性曲线方程代替。以获得当前温度下指定位移的相应线圈电压幅度值。些位移和线圈电压可以形成一组坐标。这组坐标的基础上,最小二乘法用于多项式拟合[8? 9]。体方法是通过求解正则方程来求解多项式系数。据坐标,可以采用以下形式获得正则方程:其中:坐标数,坐标组坐标,多项式系数。斯消元法用于求解正则方程,恒温阀芯得到幅移位移调整多项式。

量的线圈电压在调节曲线中被收集和替换,以及与温度无关的位移。包含的温度被实时补偿。着坐标组的变化,必须调整幅度位移曲线。温度连续变化时,在DSP中执行幅度偏移曲线,并且中断程序和后台程序是并行的。圈电压和当前温度在DMA中断程序中收集,当前温度发送到后台程序,用于最小二乘法的曲线拟合,并获得所获得的多项式系数在DMA中断程序中,收集线圈电压并替换幅移多项式。温度补偿位移之后,通过数模转换电路发射位移。本流程图如图2所示。项式系数是通过求解最小二乘法的正则方程得到的。范方程是通过高斯消元法求解的线性方程组。斯消去过程如下:对于式(I = 0;执行部队(J = 0; JIF(J = I){如果(XY [I] [I] == 0)返回; elim_k的xy = [J ] [i] / xy [i] [i] for(k = 0; k <(n 1); k ){xy [j] [k] = xy [j] [k] xy [i ] [K] *(elim_k);}}}} XY [N] [N 1]保持正规方程高斯消去过程之后的增广矩阵,定期方程可转化为方程式的方程可以。得多项式系数以获得多项式拟合。量后,DSP使用DMA采样,采样率大于1 MHz,因为DMA采样不需要消耗执行时间的CPU,DMA中断输出速度大于20千赫,具有高动态响应。时,多项式系数分辨率速度的连接是大于每秒10次和临时的变化可以实时跟踪线圈的温度。定位移涡流位移传感器温度补偿实验的温度特性曲线当采样温度和线圈电压数据时,得到表中所示的线圈电压值通过12位模数转换器采样。流位移传感器的温度灵敏度系数很重要。要原因是铜线圈电阻[10]的温度系数为3,900 Ppm /°C.12位ADC的范围为4 0 96,表1,系数为相对范围的温度灵敏度如下:0mm = 276.7ppm /℃; 5毫米= 2412.9 ppm /°C; 9 mm = 3588.9 ppm /°C。特性的实时补偿表2用于测量位移2.5 mm,4.5时温度和输出电压的实时温度补偿算法毫米和8.5毫米。整后的传感器范围为10 mm。于采用实时曲线拟合方法,校正后的温度和电压不一定正确。
是单调变化率,相对灵敏度系数通过最大温度漂移计算,即2.5 mm为68.3 ppm /°C,4.5 mm为290 ppm /°C和154 ppm /°C 8.5mm.KeyenceEX®200系列目前在市场上销售。流位移传感器在该范围的中间温度漂移为400 ppm /°C,温度漂移为300 ppm /°C。文开发的传感器小于Keyence EX系列? 200结论铜线圈的温度系数高,涡流位移传感器受温度的影响,传感器向金属表面的位移导致电流耦合系数的差异福柯和对温度的敏感性。度补偿的目的本文提出了一种离线收集温度漂移数据的方法,该方法结合了中断中的在线多项式调整,采样和输出。DMA DMA,以及后台程序中的温度补偿,从而保证了实时系统。也完成了多项式最小二乘调整。方法可以将涡流传感器的温度灵敏度系数降低一个数量级。
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