磁致伸缩位移传感器电路设计

　　磁致伸缩位移传感器的硬件电路设计结构图如下图所示，主要包括以PIC16f18313 为核心的激励脉冲发生电路和过零检测电路以及时间检测电路。

　　PIC16f18313单片机具有丰富的外设，超低功耗等优点，可以通过应用各种不同外设进行设计并且简洁实用。该单片机的工作电压为3.3V，主要功能为产生激励脉冲以及接收并处理PWM波的电压信号。

　　因为激励脉冲对扭转波的产生至关重要，脉宽以及周期的不同都影响着输出电压的大小和稳定性，所以需要通过实验决定合适的激励脉冲。磁致伸缩位移传感器设计采用方波窄脉冲作为激励脉冲，幅值为5V时接收到的回波脉冲幅值是最大的，根据PIC单片机的特性选用12ns的脉宽。由于扭转波从产生到传播到感应线圈需要一段时间，在下一个激励脉冲产生之前扭转波需要被接收，因此激励脉冲的周期需要大于扭转波最大被接收时间。通过实验决定激励脉冲的周期为1600ns。

　　PIC16f18313单片机具有两个PWM模块，可于产生指定周期和占空比的激励脉冲。由于该单片机只有8个引脚，因此部分模块需通过分配给指定引脚来实现功能。芯片的工作电压为3.3 V，本设计设定的脉冲幅值为5V，因此需要对脉冲信号进行放大处理。磁致伸缩位移传感器使用的74HC02芯片就可实现这一功能，该芯片是一种施密特反转芯片，可对两路信号进行整型放大，它具有较小的延迟，也能去除单片机产生脉冲信号的毛刺。该芯片的工作电压为5V，脉冲信号可通过反转变形从而使幅值变成5 V。