(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202022210328.X
(22)申请日 2020.09.30
(73)专利权人 鲍文博
地址 518000 广东省深圳市龙岗区爱联社
区陂头背新丰路30号
(72)发明人 鲍文博　
(74)专利代理机构 深圳市康弘知识产权代理有
限公司 44247
代理人 张明院
(51)Int.Cl.
G01B  7/02(2006.01)
(54)实用新型名称
一种位移传感器同步解调电路及LVDT位移
传感器
同一种调调(57)摘要
本实用新型提出了一种位移传感器同步解
调电路及LVDT位移传感器，所述位移传感器同步
解调电路包括接收初级激励信号并产生交流输
出信号的位移传感器线圈、连接所述位移传感器
线圈输出端的转换电路，所述转换电路包括：连
接于所述位移传感器线圈输出端的交流放大电
路，所述交流放大电路放大所述交流输出信号；
与所述交流放大电路连接的同步解调电路，所述
同步解调电路接收所述放大后的交流输出信号
并生成直流输出信号。与现有技术相比，本实用
新型通过同步解调电路的功能组合使LVDT的两
组交流信号变成高稳定的直流信号，具有温度漂
移小，当LVDT次组交流号信号很小时也可以转换
成相应的直流信号，
提高精度。权利要求书2页  说明书6页  附图2页CN 213067431 U 2021.04.27
C N  213067431
U
1.一种位移传感器同步解调电路，包括接收初级激励信号并产生交流输出信号的位移传感器线圈、连接所述位移传感器线圈输出端的转换电路，其特征在于，所述转换电路包括：
交流放大电路：其连接于所述位移传感器线圈输出端，所述交流放大电路放大所述交流输出信号；
同步解调电路：其与所述交流放大电路连接，所述同步解调电路接收放大后的交流输出信号并生成直流输出信号。
2.如权利要求1所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，还包括比较器电路，所述比较器电路连接所述位移传感器输出端和所述同步解调电路；
所述比较器电路根据所述交流输出信号控制所述同步解调电路生成所述直流输出信号。
3.如权利要求2所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述位移传感线圈包括用于接收初级激励信号的初级线圈P1和用于发出交流输出信号的次级线圈S1、次级线圈S2，所述次级线圈S1包括输出端S11、输出端S12，所述次级线圈S2包括输出端S21、输出端S22，所述比较器电路和所述交流放大电路连接所述输出端S11和输出端S12其中一个与所述输出端S21和输出端S22其中一个。
4.如权利要求2所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述交流放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、放大器U1A，所述电阻R1一端连接所述输出端S21，另一端串联所述电阻R3连
接到所述放大器U1A的输出端，所述电阻R2一端连接所述输出端S11，另一端连接所述放大器U1A的同相输入端，所述电阻R4一端连接在所述电阻R2与所述放大器UIA同相输入端之间，另一端连接参考电源VR，所述放大器U1A的反相输入端还连接在所述电阻R1和所述电阻R3之间，所述放大器U1A的输出端连接所述同步解调电路；所述输出端S12和输出端S22连接参考电源VR。
5.如权利要求4所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述比较器电路包括电阻R5、电阻R6和比较器U1B，所述电阻R5一端连接所述输出端S21，另一端连接所述比较器U1B的反相输入端，所述电阻R6一端连接所述输出端S11，另一端连接所述比较器U1B的反相输入端；
所述比较器电路还包括电平转换电路，所述电平转换电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、电容C1、场效应管Q1，所述二极管D1的负极连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的正极连接所述场效应管Q1的源极，所述二极管D1的正极串联电阻R7后连接到所述场效应管Q1的栅极，所述电阻R8连接在所述场效应管Q1栅极和源极之间，所述二极管D2的正极和场效应管Q1的源极之间还连接了参考电源VR，所述电容C1一端连接在二极管D1的负极和二极管D2的正极之间，另一端连接所述比较器UIB的输出端，所述场效应管Q1的漏极连接所述同步解调电路。
6.如权利要求5所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述同步解调电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、放大器U2A，所述电阻R9一端连接所述放大器U2A的反相输入端，另一端
连接所述电阻R10，所述电阻R10另一端连接所述放大器U2A的同相输入端，所述放大器U1A的输出端连接到所述电阻R9和所述电阻R10之间，所述电阻R12一端连接放大器U2A的反相输入端，另一端连接参考电源VR，电阻R11连接在所述放大器U2A的反相输
入端和输出端之间，所述放大器U2A的同相输入端还连接到所述场效应管Q1的漏极。
7.如权利要求2所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述交流放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、放大器U1A，所述电阻R1一端连接所述输出端S22，另一端串联所述电阻R3后连接到所述放大器U1A的输出端，所述电阻R2一端连接所述输出端S11，另一端连接所述放大器U1A的反相输入端，所述放大器U1A的同相输入端连接参考电源VR，所述放大器U1A输出端连接所述同步解调电路；所述输出端S12和输出端S21连接参考电源VR。
8.如权利要求7所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述比较器电路包括电阻R5、电阻R6和比较器U1B，所述电阻R5一端连接所述输出端S22，另一端连接所述比较器U1B的反相输入端，所述电阻R6的一端连接所述输出端S11，另一端连接所述比较器U1B的同相输入端；
所述比较器电路还包括电平转换电路，所述电平转化电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、电容C1、场效应管Q1，所述二极管D1的负极连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的正极连接所述场效应管Q1的源极，所述二极管D1的正极串联电阻R7后连接到所述场效应管Q1的栅极，所述电
阻R8连接在所述场效应管Q1的栅极和源极之间，所述二极管D2的正极和场效应管Q1的源极之间还连接了参考电源VR，所述电容C1一端连接在二极管D1的负极和二极管D2的正极之间，另一端连接所述比较器UIB的输出端，所述场效应管Q1的漏极连接所述同步解调电路。
9.如权利要求8所述的位移传感器同步解调电路，其特征在于，所述同步解调电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、放大器U2A，所述电阻R9一端连接所述放大器U2A的反相输入端，另一端连接所述电阻R10，所述电阻R10另一端连接所述放大器U2A的同相输入端，所述放大器U1A的输出端连接到所述电阻R9和所述电阻R10之间，所述电阻R12一端连接放大器U2A的反相输入端，另一端连接参考电源VR，电阻R11连接在所述放大器U2A的反相输入端和输出端之间，所述放大器U2A的同相输入端还连接到所述场效应管Q1的漏极。
10.一种LVDT位移传感器，其特征在于，所述LVDT位移传感器采用上述权利要求1至9任意一项权利要求所述的位移传感器同步解调电路。
一种位移传感器同步解调电路及LVDT位移传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及位移传感器，特别是一种位移传感器同步解调电路及LVDT位移传感器。
背景技术
[0002]LVDT(Linear.Variable.Differential.Transformer)是线性可变差动变压器缩写。工作原理简单地说是铁芯可动变压器。它由一个初级线圈、两个次级线圈、铁芯、线圈骨架、外壳等部件组成。当铁芯由中间向两边移动时，次级两个线圈输出电压之差与铁芯移动成线性关系。
[0003]由于LVDT式位移传感器该产品具有精度高，动态特性好，无磨擦使用寿命长，工作可靠，使用方便等特点。可广泛应用于航天航空、机械、建筑、纺织、铁路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等国民经济各行各业，用来测量伸长、振动、物体厚度、膨胀等的高技术产品。
[0004]但由于传感器是一种开环式变压器，是由一个初级线圈和两组次组线圈组成，工
作时需要在初级提供一个激励信号（正弦波信号，频率1
~10Kz），在两组次级之间将产生交
流信号，在进行使用时，需要把交流信号转换成直流信号，目前把交流信号转换成直流信号主要有：桥式整流，半桥式整流，线性检波等。
[0005]但由于电路自身的限制，如硅二极管导通电压0.7V，锗二极管导通电压0.3V等，交流信号很小时，不能很好的进行转换，精度很低。
[0006]因此，如何设计一种能对交流信号很小时，也能进行转换的位移传感器同步解调电路及LVDT位移传感器，是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0007]针对现有技术中，传感器电路信号很小时，不能很好的进行转换的技术问题，[0008]本实用新型提出了一种位移传感器同步解调电路及LVDT位移传感器。
[0009]本实用新型的技术方案为，提出了一种位移传感器同步解调电路，包括接收初级激励信号并产生交流输出信号的位移传感器线圈、连接所述位移传感器线圈输出端的转换电路，所述转换电路包括：
[0010]交流放大电路：其连接于所述位移传感器线圈输出端，所述交流放大电路放大所述交流输出信号；
[0011]同步解调电路：其与所述交流放大电路连接，所述同步解调电路接收所述放大后的交流输出信号并生成直流脉动输出信号，再经过滤波电路得到直流信号。
[0012]进一步，还包括比较器电路，所述比较器电路连接所述位移传感器输出端和所述同步解调电路；
[0013]所述比较器电路根据所述交流输出信号控制所述同步解调电路生成所述直流输出信号。
[0014]进一步，所述位移传感线圈包括用于接收初级激励信号的初级线圈P1和用于发出交流输出信号的次级线圈S1、次级线圈S2，所述次级线圈S1包括输出端S11、输出端S12，所述次级线圈S2包括输出端S21、输出端S22，所述比较器电路和所述交流放大电路连接所述输出端S11和输出端S12其中一个与所述输出端S21和输出端S22其中一个。
[0015]进一步，所述交流放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、放大器U1A，所述电阻R1一端连接所述输出端S21，另一端串联所述电阻R3连接到所述放大器U1A的输出端，所述电阻R2一端连接所述输出端S11，另一端连接所述放大器U1A的同相输入端，所述电阻R4一端连接在所述电阻R2与所述放大器UIA同相输入端之间，另一端连接参考电源VR，所述放大器UIA的反相输入端还连接在所述电阻R1和所述电阻R3之间，所述放大器U1A的输出端连接所述同步解调电路；所述输出端S12和输出端S22连接参考电源VR。
[0016]进一步，所述比较器电路包括电阻R5、电阻R6和比较器U1B，所述电阻R5一端连接所述输出端S21，另一端连接所述比较器U1B的反相输入端，所述电阻R6一端连接所述输出端S11，另一端连接所述比较器U1B的反相输入端；
[0017]所述比较器电路还包括电平转换电路，所述电平转换电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、电阻C1、场效应管Q1，所述二极管D1的负极连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的正
极连接所述场效应管Q1的源极，所述二极管D1的正极串联电阻R7后连接到所述场效应管Q1的栅极，所述电阻R8连接在所述场效应管Q1栅极和源极之间，所述二极管D2的正极和场效应管Q1的源极之间还连接了参考电源VR，所述电容C1一端连接在二极管D1的负极和二极管D2的正极之间，另一端连接所述比较器UIB的输出端，所述场效应管Q1的漏极连接所述同步解调电路。
[0018]进一步，所述同步解调电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、放大器U2A，所述电阻R9一端连接所述放大器U2A的反相输入端，另一端连接所述电阻R10，所述电阻R10另一端连接所述放大器U2A的同相输入端，所述放大器U1A的输出端连接到所述电阻R9和所述电阻R10之间，所述电阻R12一端连接放大器U2A的反相输入端，另一端连接参考电源VR，电阻R11连接在所述比较器U2A的反相输入端和输出端之间，所述放大器U2A的同相输入端还连接到所述场效应管Q1的漏极。
[0019]进一步，所述交流放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、放大器U1A，所述电阻R1一端连接所述输出端S22，另一端串联所述电阻R3后连接到所述放大器U1A的输出端，所述电阻R2一端连接所述输出端S11，另一端连接所述放大器U1A的反相输入端，所述放大器U1A 的同相输入端连接参考电源VR，输出端连接所述同步解调电路；所述输出端S12和输出端S21连接参考电源VR。
[0020]进一步，所述比较器电路包括电阻R5、电阻R6和比较器U1B，所述电阻R5一端连接所述输出端S22，另一端连接所述比较器U1B的反相输入端，所述电阻R6一端连接所述输出端S11，另一端连接所述比较器U1B的同相输入端；
[0021]所述比较器电路还包括电平转换电路，所述电平转化电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、电阻C1、场效应管Q1，所述二极管D1的负极连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的正极连接所述场效应管Q1的源极，所述二极管D1的正极串联电阻R7后连接到所述场效应管Q1的栅极，所述电阻R8连接在所述场效应管Q1栅极和源极之间，所述二极管D2的正极和场效应管Q1的源极之间还连接了参考电源VR，所述电容C1一端连接在二极管D1