本實用新型專利技術涉及一種磁致液位測量儀，由基于數字信號處理器的磁致液位測量儀主機和外部的液位測量筒組成，磁致液位測量儀主機上設置有四位數顯距離表、四位數顯速度表、開關、電源輸出和信號端口，外部的液位測量筒由磁致伸縮位移傳感器、信號和電源線、進液口、透明筒、磁環浮子、波導管、水平液泡和平衡調節腳釘組成，磁致液位測量儀主機內設置有數字信號處理器及信號和控制電路。測量儀通過磁致伸縮位移傳感器的使用和測量，使學生能更好的理解和掌握磁致伸縮位移傳感器的規律和應用特點，本測量儀結構合理，操作方便，教學效果好，適合于大專院校的電磁學、物理學、電子學等課程的教學實驗。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及ー種磁致液位測量儀，屬于大專院校的電磁學、物理學、電子技術等相關課程的實驗領域。
技術介紹
磁致液位測量儀是利用磁致伸縮位移傳感器所研制的測量儀。磁致伸縮位移傳感器是根據磁致伸縮原理制造的高精度、長行程絕對位置測量的位移傳感器。它采用內部非接觸的測量方式，由于測量用的活動磁環和傳感器自身并無直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長、環境適應能力強、可靠性高，它能夠適應各種惡劣的エ業環境，并可對位移、速度做出精確的測量，因此磁致伸縮位移傳感器在冶金、機械位移的測量等領域得到廣泛的應用。磁致伸縮位移傳感器測量范圍寬，測量精度高(一般為0. 029T0. 05%)，重復性好，且溫度系數較低，可以對液位等多個參量進行測量。再加上其安裝調試方便，輸出信號多樣，可以是模擬量、脈沖信號或數字信號。本測量儀的磁致伸縮位移傳感器由傳感器頭、波導管、波導管內的波導絲以及內含磁環的浮子組成。傳感器利用磁致伸縮效應工作，移動的磁環浮子在波導管中產生軸向磁場，沿著波導絲傳播的脈沖遇到磁環浮子的軸向磁場時形成螺旋型磁場，導致波導絲產生扭曲形變，從而激發扭轉彈性波，弾性波以恒定的超聲波速向波導管兩端傳播，超聲波被回波接收裝置接收轉化為電脈沖。因為超聲波在波導管中是以恒速傳播的，所以只要測出脈沖發射與脈沖接收之間的時間間隔乘以波速，即可得到磁鐵的位置，從而實現位置的測量。這個過程是連續不斷的，所以每當磁鐵移動時，新的位置就會被測出來。應用磁致伸縮位移傳感器對液位的測量，在實際中已有了應用，但由于結構的封裝和測量端與數據端常常不在一起，所以學生不易很好的理解磁致伸縮位移傳感器的應用，而本測量儀采用透明的測量筒，能直觀地顯示磁致伸縮位移傳感器的作用和過程，利于學生的對磁致伸縮位移傳感器作用的掌握。
技術實現思路
針對現有的實驗儀器的不足，本測量儀提出了 ー種結合磁致伸縮位移傳感器和透明液位測量筒，并通過新型的數字信號處理器進行精確的處理和控制的磁致液位測量儀。同時通過磁致伸縮位移傳感器對液位和速度的測量，使學生能了解與掌握磁致伸縮位移傳感器的原理與應用。測量儀能滿足大專院校的電磁學和物理等相關課程的教學實驗要求。磁致液位測量儀由磁致液位測量儀主機和外部的液位測量筒組成，磁致液位測量儀主機上設置有四位數顯速度表、四位數顯距離表、開關、電源輸出和信號端ロ ；外部的液位測量筒由磁致伸縮位移傳感器、信號和電源線、進液ロ、透明筒、磁環浮子、波導管、水平液泡和平衡調節腳釘組成；磁致液位測量儀主機內設置有數字信號處理器及信號和控制電路。測量儀主機內的控制系統采用TI公司的數字信號處理器(DSP)TMS320C31芯片為核心，構成了ー個DSP處理和控制電路。MS320C31是TI公司數字信號處理器中的第三代產品，是32位的浮點型數字信號處理器，它的地址寬度24bits，指令周期為60ns，具有通用的寄存器組、程序高速緩存、專用的輔助寄存器運算單元和內部雙存取存儲器，同時具有程序引導功能，其程序引導功能使TMS320C31方便的將那些存儲單元和慢速的EPROM或其他標準器件中的程序裝載到快速的片內RAM來運行，這樣可以在基本不降低運行性能的條件下減少芯片，壓縮體積，降低成本。芯片上配置128KB RAM，它是16位64K的快速靜態RAM，其存儲速度為15ns，與TMS320C31連接時可以實現零等待。本測量儀的磁致伸縮位移傳感器采用美國MTS的LHMD600M06501A0型的磁致伸縮位移傳感器，它具有M18X1. 5型螺紋，公制D60插頭，同時行程可達650mm，輸出電流為4—20mAo其測量儀主機上的信號端ロ采用五芯航空插座。附圖說明圖1是磁致液位測量儀主機，其中的I是四位數顯速度表，2是四位數顯距離表，3是電源指示燈，4是開關，5是電源輸出，6是信號端ロ。圖2是液位測量筒，其中的7是磁致伸縮位移傳感器，8是信號和電源線，9是進液ロ，10是透明筒，11是磁環浮子，12是波導管，13是水平液泡，14是平衡調節腳釘。圖3是測量儀電路系統框圖。具體實施方式結合附圖，下面具體說明磁致液位測量儀的工作和電路情況。本測量儀采用的四位數顯距離和速度表，其驅動與顯示芯片采用的是專用芯片MAX7219，同時DSP需要訪問存儲器等外圍芯片，所以需要譯碼器進行訪問控制和地址譯碼，本測量儀譯碼電路采用的芯片是74F138。通常TMS320C31的時鐘頻率為33MHz，指令周期為60ns，因此運行速度很快。外圍器件的運行速度必須滿足DSP的定時要求。DSP允許35ns的讀訪問時間，74F138從地址線輸入到片選信號輸出的延時小于10ns，有余量滿足DSP的定時要求。MAX7219是八位串行共陰LED數碼管動態掃描驅動芯片，其峰值段電流可達40mA，最高串行掃描速率為10MHz，典型掃描速率為1300Hz，僅使用很少的I/O ロ，即可完成對數碼管的顯示控制和驅動，線路非常簡單，控制方便。本測量儀的恒流源用數字式電流源，測量儀A/D電路的AD轉換器選用美國AD公司的12位模數轉換器AD1674，它具有的采樣和轉換能力，片上自帶采樣與保持放大器能夠滿足系統的速度和精度要求。AD1674把電壓信號轉換成ニ進制數送往TMS320C31進行數據處理和顯示。本測量儀通過磁致伸縮位移傳感器的使用和測量，使學生能更好的理解和掌握磁致伸縮位移傳感器的規律和應用特點，同時測量儀結構合理，操作方便，教學效果好，適合于大專院校的電磁學、物理學、電子學等課程的教學實驗。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種磁致液位測量儀，其特征是：由磁致液位測量儀主機和外部的液位測量筒組成，磁致液位測量儀主機上設置有四位數顯速度表（1）、四位數顯距離表（2）、開關（4）、電源輸出（5）和信號端口（6）；外部的液位測量筒由磁致伸縮位移傳感器（7）、信號和電源線（8）、進液口（9）、透明筒（10）、磁環浮子（11）、波導管（12）、水平液泡（13）和平衡調節腳釘（14）組成；磁致液位測量儀主機內設置有數字信號處理器及信號和控制電路。
【技術特征摘要】
1.一種磁致液位測量儀，其特征是由磁致液位測量儀主機和外部的液位測量筒組成，磁致液位測量儀主機上設置有四位數顯速度表(I)、四位數顯距離表(2)、開關(4)、電源輸出(5)和信號端口(6);外部的液位測量筒由磁致伸縮位移傳感器(7)、信號和電源線(8)、進液口(9)、透明筒(10)、磁環浮子(11)、波導管(12)、水平液泡(13)和平衡調節...
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪建，杜世平，
申請(專利權)人：四川農業大學，汪建，
類型：實用新型
國別省市：
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