电感式对中传感系统设计与实现
1．2系统组成
在电感式对中传感系统中，由于带材的位移是微位移(mm级)［4］，故2个接收线圈感应电动势的有效值都很微小(mV级)，而且由于工作环境恶劣而容易受到干扰，一般不容易检测到。为了可靠地提取有用信号，提高传感器的检测精度，必须对接收信号进行滤波和放大。电感式对中传感系统的系统组成如图2所示。
电源模块为整个系统提供所需的直流电压，包括±15，±12，+5V等。振荡器产生一定频率的正弦信号，经过功率放大器，驱动发射线圈，产生交流电磁场。2个接收信号经过选频和放大，通过整流器进行真有效值转换，再经直流差动放大器放大后送到单片机的A/D口，进行转换和处理，得到的结果以3种形式输出。
2硬件电路设计
2．1信号发生电路
振荡器采用文氏电桥［5］，产生的是幅值和频率可调的信号级正弦波，而驱动发射线圈需要功率级正弦波，因此，需要功率放大电路。功率放大电路采用功率放大器OPA548，它至少允许通过3A的连续电流。在驱动发射线圈时，为使电路的品质因数增大，提高电路的储能效率，使用ＲLC串联谐振电路。信号发生电路如图3所示。
2．2选频和放大电路
2路接收信号都是正弦电压信号，但其主频率附近混有高频和低频干扰(例如:工频干扰)，因此需要进行选频。选频电路和放大电路如图4所示。
每个接收线圈都与电容构成回路，由于信号从线圈产生，因此，线圈与电容器形成串联谐振，这里特意使谐振电容与驱动线圈的串联谐振电容相同，这样保证发射时的谐振频率与接收时的谐振频率相同。串联谐振电路的特点是总阻抗达到最小值时，线圈和电容器上的电压达到最大，并且偏离谐振频率点的电压会急剧下降，即起到了选频的作用。接收信号经选频后再通过交流差动放大器进行放大，以满足后续测量需要。由于选频后的信号含有直流成分，会对信号的有效值产生影响，因此，放大后的信号再经过高通滤波器，滤除直流成分，经电压跟随器送到真有效值电路的输入端。