电感式对中传感系统设计与实现
0引言
在金属带材的生产领域，带材的跑偏往往不可避免，所以，纠偏系统在金属带材生产线起到重要的作用［1］。电感式传感器因具有结构简单、工作可靠、精度高、适应恶劣环境、免维护等特点，是金属带材纠偏传感器的首选［2，3］。目前，德国、日本、美国等机械制造业较为发达的国家，纠偏控制系统已经非常成熟，存在用于纠偏控制的各种各样的传感器，也有电感式传感器的成熟产品。比较具有代表性的有德国EMG公司的BMI2—CP系列，BMIH—CP系列和BMI4系列的产品。北京金自天正智能控制股份有限公司对电感式对中检测作了相应研发［1］，但目前国内尚未出现较为成熟的电感式检测装置。一般传感器都具有模拟与数字输出、液晶显示输出以及图形用户界面［6］，方便用户使用，而电感式传感器这方面的研究仍较为欠缺。
本文介绍的电感式对中传感系统，以单片机为中心，采用LCD显示与按键技术，实现了人机交互;利用LMS算法对系统建模，提高传感器抗干扰性能，使传感器具有较高的精度;得到的传感信号通过LCD显示，便于工作人员观察，通过ＲS—485串口和4～20mA模拟电流输出器件，分别以数字信号和模拟信号输出，用于纠偏控制。
1基本原理和系统组成
1．1基本原理
对于电感式纠偏控制系统，其检测装置的原理是电磁感应，检测装置的核心是电感式对中传感器。如图1所示，该传感器包括2个发射线圈和2个接收线圈(理论上4个线圈基本参数相同)，4个线圈以带材为中心对称放置。当向2个发射线圈中通入相同可控正弦交变电流时，根据电磁感应原理，在2个接收线圈中产生感应电动势。当发射线圈和接收线圈之间没有带材通过时，2个接收线圈的感应电动势有效值相等。当发射线圈和接收线圈之间有带材通过时，2个接收线圈的感应电动势将减小，但如果带材仍处于中心位置，则2个接收线圈感应电动势有效值减小的程度相同，即2个接收线圈的感应电动势有效值仍相等。接收线圈的感应电动势与带材在线圈内的宽度变化量呈反比［1］。因此，可以用LMS算法对该传感器进行建模，得到2个接收线圈感应电动势有效值变化量与带材偏移位置的关系，从而进行带材位置的偏移检测。