磁致伸缩位移传感器系统总体设计

　　根据磁致伸缩位移传感器的测量机理以及本课题要求，位移传感器的硬件电路系统框图如图1所示。

　　本系统包括模拟电路部分和数字电路部分，模拟电路部分包括激励脉冲产生、放大、回波接收和整形等;数字电路模块以微处理器 AT89S52 为核心，包括时间间隔测量、温度测量等。

　　模拟电路包含两个部分，一部分是用来给波导丝提供驱动脉冲的电路。由磁致伸缩位移传感器的测量机理可知，驱动电流脉冲的时间间隔、电流脉冲的波形、脉宽、以及电流强度都要有一定的要求。该部分电路首先是一个脉冲产生电路，用于产生几种不同频率的脉冲，把选定的特定频率的脉冲输入到一个单稳态触发器进行变换，把输入脉冲转换成具有固定时间宽度的脉冲，然后通过一个两级的放大驱动电路来产生符合条件的脉冲，最后输入到波导丝;另一部分是对波导丝产生的扭转应力波进行检测，首先通过检测线圈将应力波转换为电脉冲，此电脉冲很弱，只有几毫伏，对此脉冲进行滤波放大后再输入到一个比较器，从比较器输出一定幅值的脉冲信号，最后送入脉冲整形电路，输出提供给数字电路部分。因此，模拟电路部分主要功能是：

　　① 产生幅度、频率、脉宽满足要求的激励脉冲，驱动磁致伸缩波导丝产生较强的垂直于轴向的环形磁场，从而使磁致伸缩波导丝产生足够大的扭转变形;

　　② 检测扭转应力脉冲，并进行处理，得到符合 TTL 电平的信号提供给数字电路;

　　③ 提供不同的电源电压。

　　数字电路部分在接收到来自模拟电路输出的代表位移的电脉冲之后，送入到TDC-GP1 组成的时间间隔测量电路，由 TDC-GP1 计算出时间间隔测量并送入微处理器 AT89S52，同时 DS18B20 温度补偿电路检测到的温度值也送入微处理器，微处理器对时间值进行校正。另外，将结果在数码上进行显示。因此，数字部分的主要功能是：

　　① 完成时间间隔 T 的测量和测温度值的测量;

　　② 微处理器对时间进行修正;

　　③ 显示测量结果。