电感式传感器电路

摘要

本发明涉及电感式传感器电路，根据用以提高传感器的应答速度的本发明的实施例，其技术思想为包括：检测电路部，包括与上述电感器并联形成振荡电路的电容器、将在振荡电路中产生的振荡波形接收为电信号进行放大的第一计算放大器、接收在上述第一计算放大器中放大的电信号进行整流及平流的过滤部及将在上述过滤部经整流及平流的电信号变换为第一数字信号进行输出的第一控制单元；线性化电路部，包括接收通过上述测微计测得的模拟信号变换为第二数字信号并以此为准与上述第一数字信号进行比较并输出线性化的数据信号的第二控制单元、调节上述数据信号的零点的零点调节器及调节上述零点的最大值的量程调节器；输出电路部，包括接收从上述第二控制单元输出的数据信号变换为模拟电压信号进行输出的第三控制单元、读取从上述第三控制单元输入的电压信号的符号进行输出的第二计算放大器、放大从上述第二计算放大器输入的电压信号传送至外部输出端子的第三计算放大器；及电源电路部，提供用于电路驱动的恒定电压并向内置于上述第二控制单元的A/D转换器供应基准电压。

权利要求

1.一种电感式传感器电路，用于附着在引擎的汽缸排气阀的电感式传感器，在实时检测通过上述电感式传感器的电感器和测微计测得的模拟信号，以输出上述排气阀的位置信号的电感式传感器电路中，其特征在于，包括：检测电路部，包括与上述电感器并联形成振荡电路的电容器、将在振荡电路中产生的振荡波形接收为电信号进行放大的第一计算放大器、接收在上述第一计算放大器中放大的电信号进行整流及平流的过滤部及将在上述过滤部经整流及平流的电信号变换为第一数字信号进行输出的第一控制单元；

线性化电路部，包括接收通过上述测微计测得的模拟信号变换为第二数字信号并以此为准与上述第一数字信号进行比较并输出线性化的数据信号的第二控制单元、调节上述数据信号的零点的零点调节器及调节上述零点的最大值的量程调节器；

输出电路部，包括接收从上述第二控制单元输出的数据信号变换为模拟电压信号进行输出的第三控制单元、读取从上述第三控制单元输入的电压信号的符号进行输出的第二计算放大器、放大从上述第二计算放大器输入的电压信号传送至外部输出端子的第三计算放大器；及电源电路部，提供用于电路驱动的恒定电压并向内置于上述第二控制单元的A/D转换器供应基准电压。

2.根据权利要求1所述的电感式传感器电路，其特征在于：

上述检测电路部还包括连接于上述振荡电路的输出端生成频率控制信号的振荡控制单元，而上述振荡控制单元通过控制上述振荡波形的频率调节测量灵敏度。

3.根据权利要求1所述的电感式传感器电路，其特征在于：

上述电源电路部包括连接于电源输入端并从外部的异常电圧保护内部元件的电涌吸收器。

4.根据权利要求3所述的电感式传感器电路，其特征在于：

上述电源电路部包括用于阻断噪声的衰减过滤电路，其中上述衰减过滤电路由与上述电涌吸收器串联的线圈和与上述电涌吸收器并联的电容器形成。

说明书

电感式传感器电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电感式传感器电路，尤其涉及实时检测并传送引擎的汽缸排气阀位置的电感式传感器电路。

背景技术

[0002] 随着工业的发展，造船产业所需的引擎也为保护环境和具备高效率的性能，采用电子式控制方式。

[0003] 另外，用于引擎的电子式控制的结构之一的电感式传感器附着于引擎的汽缸排气阀以实时检测上述排气阀的位置，从而输出为止信号并传送至中央控制系统。

[0004] 上述电感式传感器因为用于附着在检测位置，因此现有技术中的开发方向是减少物理缺陷，减少测量误差。与此同时，随着信息处理技术的发展，与上述电感式传感器联动的传送装置和中央控制装置具有超高速数据传送及处理能力。

[0005] 但是，现有技术的电感式传感器虽然处于超高速数据传送及处理环境，但因检测并输出排气阀的位置所需的应答速度过慢，从而无法达到与之联动的传送装置及中央控制装置的性能。

发明内容

[0006] 技术课题

[0007] 本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种可提高检测并输出引擎的汽缸排气阀位置的应答速度的电感式传感器电路。

[0008] 解决方法

[0009] 为达到上述目的，根据本发明的实施例，提供一种电感式传感器电路，用于附着在引擎的汽缸排气阀的电感式传感器，在实时检测通过上述电感式传感器的电感器和测微计测得的模拟信号，以输出上述排气阀的位置信号的电感式传感器电路中，包括：检测电路部，包括与上述电感器并联形成振荡电路的电容器、将在振荡电路中产生的振荡波形接收为电信号进行放大的第一计算放大器、接收在上述第一计算放大器中放大的电信号进行整流及平流的过滤部及将在上述过滤部经整流及平流的电信号变换为第一数字信号进行输出的第一控制单元；线性化电路部，包括接收通过上述测微计测得的模拟信号变换为第二数字信号并以此为准与上述第一数字信号进行比较并输出线性化的数据信号的第二控制单元、调节上述数据信号的零点的零点调节器及调节上述零点的最大值的量程调节器；输出电路部，包括接收从上述第二控制单元输出的数据信号变换为模拟电压信号进行输出的第三控制单元、读取从上述第三控制单元输入的电压信号的符号进行输出的第二计算放大器、放大从上述第二计算放大器输入的电压信号传送至外部输出端子的第三计算放大器；及电源电路部，提供用于电路驱动的恒定电压并向内置于上述第二控制单元的A/D转换器供应基准电压。

[0010] 在此，较佳地，上述检测电路部还包括连接于上述振荡电路的输出端生成频率控制信号的振荡控制单元，而上述振荡控制单元通过控制上述振荡波形的频率调节测量灵敏度。

[0011] 另外，上述电源电路部，可包括：电涌吸收器，从外部的异常电圧保护内部元件；线圈及电容器，各与上述电涌吸收器串联及并联以形成阻断噪声的衰减过滤电路。

[0012] 发明效果

[0013] 根据上述实施例的本发明，将电感式传感器的应答速度实现为5Khz以上，从而大幅提高与之联动的传送装置及中央控制装置的性能。另外，比较通过电感式传感器的电感器和测微计测得的两个信号进行线性化，大幅提高测量精度。

附图说明

[0014] 图1为表示本发明的实施例的电感式传感器电路的电路图。具体实施例

[0015] 下面，结合附图对本发明较佳实施例进行详细说明。另外，省略或简化对相应技术领域的技术人员容易理解的结构和其作用及效果说明，而以与本发明相关的部分为中心进行了详细说明。

[0016] 尤其是，本发明的实施例的电感式传感器电路，以用于附着在引擎的汽缸排气阀的电感式传感器为前提，实时检测通过上述电感式传感器的电感器210和测微计(未图示)测得的模拟信号，以输出上述排气阀的位置信号。

[0017] 如图1所示，上述电感式传感器电路大致包括检测电路部200、线性化电路部400、输出电路部600及电源电路部800。

[0018] 首先，上述检测电路部200包括与上述电感器210并联形成振荡电路的电容器220、将在振荡电路中产生的振荡波形接收为电信号进行放大的第一计算放大器240、接收在上述第一计算放大器240中放大的电信号进行整流及平流的过滤部260及将在上述过滤部经260整流及平流的电信号变换为第一数字信号进行输出的第一控制单元280。

[0019] 在此，上述电容器220和电感器210以LCR并联振荡电路构成又称电子谐振器的电路。此时的振荡频率为 此振荡波形通过接近上述电感器210的金属物质产生涡电流，而振荡频率的波高通过上述涡电流发生一定的非线性的变化。此变化值传递至上述第一计算放大器经电流放大之后，通过比较器U2B的+针脚和电阻R1传递至比较器U3A的-针脚。此时，比较器U2B、U3A和触发器U2、U3形成整流电路，无扭曲地快速整流波形，而经整流的波形经计算放大器U3B平流，通过上述第一控制单元的针脚CLK、Dout、CS/SHDN传送至将要后述的线性化电路部400。

[0020] 另外，上述检测电路部200还包括连接于上述振荡电路的输出端生成频率控制信号的振荡控制单元U1，而上述振荡控制单元U1通过控制上述振荡波形的频率调节测量灵敏度。

[0021] 接着，上述线性化电路部包括接收通过上述测微计测得的模拟信号变换为第二数字信号并以此为准与上述第一数字信号进行比较并输出线性化的数据信号的第二控制单元440、调节上述数据信号的零点的零点调节器460及调节上述零点的最大值的量程调节器480。

[0022] 在此，上述第二控制单元440可由集成有计算处理电路、输入输出接口及存储器的单芯片微处理器的形式构成，而在上述存储器中用于线性化的算法以程序形式保存。另外，上述第二控制单元440和上述测微计通过导线直接连接，此时，在上述第二控制单元440的内部内置有A/D转换器，从而无需经过外部电路即可进行信号转换，不耽误处理速度。

[0023] 另外，在上述线性化电路部400实现线性化的方法有将切线近似方式程序化的方法，及将外部的电气式测微计的输出电压输入至上述第二控制单元的+AN_IN和0Vdc_AN并利用外部小型马达以一定速度同时变化上述电感器210和被测金属物质的距离的同时，向上述第二控制单元440自动程序输入线性化的方法。

[0024] 另外，上述零点调节器460及量程调节器480由可变电阻构成，上述可变电阻可根据使用环境或设计目的选择碳薄膜型或金属陶瓷型等各种形式。

[0025] 接着，上述输出电路部600包括接收从上述第二控制单元440输出的数据信号变换为模拟电压信号进行输出的第三控制单元640、读取从上述第三控制单元640输入的电压信号的符号进行输出的第二计算放大器660、放大从上述第二计算放大器660输入的电压信号传送至外部输出端子的第三计算放大器680。

[0026] 在此，从上述第三控制单元640输出的电压信号通过针脚Vout向上述第二计算放大器660的+针脚分压输入至电阻R17和R18。输入至上述第二计算放大器660的电压信号通过上述第三计算放大器680的I/V转换器或V/V放大器电路输出至输出端子+OUTPUT和0Vdc_OUT传送至外部。

[0027] 接着，上述电源电路部800提供用于电路驱动的恒定电压并向内置于上述第二控制单元440的A/D转换器供应基准电压。

[0028] 在此，上述电源电路部800还可包括电涌吸收器(surge absorber)，而上述电涌吸收器820连接于电源电路部800的输入端从外部的异常电圧保护内部元件。

[0029] 另外，上述电源电路部800还可包括各与上述电涌吸收器820串联及并联的线圈L1及电容器C11、C12、C13，而上述线圈L1及电容器C11、C12、C13形成衰减过滤电路起到阻断噪声的作用。

[0030] 另外，图示于上述电源电路部800的PWM1为恒定电压供应模块，用以向内部的有源元件供应稳定的电源。U6为精密的恒定电压基准IC，用以向内置于上述第二控制单元440的A/D转换器供应基准电压。

[0031] 根据如上所述的本发明的实施例的电路设计，将电感式传感器的应答速度实现为5Khz以上，从而大幅提高与之联动的传送装置及中央控制装置的性能。另外，比较通过电感式传感器的电感器和测微计测得的两个信号进行线性化，大幅提高测量精度。

[0032] 为帮助更好地理解将要后述的本发明的权利要求书，上述内容广泛地详述本发明的特点和技术特征。上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换。而在不脱离本发明的精神和范围之内，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

[0033] 工业实用性

[0034] 本发明涉及电感式传感器电路，尤其可用于实时检测并传送引擎的汽缸排气阀位置的电感式传感器电路。