電感式微位移傳感器是利用線圈的電感變化來實現(xiàn)微位移測量的一種裝置。它具有精度高、工作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的特點，尤其是測量儀所配用的軸向式電感式傳感器，其外形和機械式百分表相同，適合產(chǎn)品測量系統(tǒng)的改造與開發(fā)。以前電感式微位移測量儀的二次儀表多為模擬式儀表，其功能與性能受到了一定的限制。本文介紹的測量儀以單片機為中心，采用液晶漢字顯示與按鍵，實現(xiàn)了人機交互。引入數(shù)字式濾波與查表插值技術(shù)，使儀器具有較高穩(wěn)定性與測量精度。同時，具有打印與串行數(shù)據(jù)通信等功能。

　　測量儀的組成測量儀由電源、單片機控制板、放大板、液晶顯示器、嵌入式微型打印機和鍵盤等組成。結(jié)構(gòu)如圖!所示。

　　傳感器及其信號處理電路

　　電感式傳感器的任務(wù)是將被測部件幾何尺寸的微小變化轉(zhuǎn)換為電感D的變化。信號處理電路的作用是實現(xiàn)測量信號的變換、放大。

　　軸向式電感傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖"所示，電感線圈呈管狀，連接測桿的磁芯置于線圈的中部。

　　當(dāng)測桿接觸被測部件時，部件位置的變化使磁芯在線圈內(nèi)發(fā)生微小位移，此位移引起線圈電感量的變化。電感量變化的表達式為:

　　因為測量電橋的兩個橋臂是電感傳感器的電感線圈，所以測量電橋?qū)嶋H上是交流電橋，必須采用交流電源。振蕩器即是給傳感器的線圈提供合適的勵磁電壓的電源。該測量儀采用電感三點式)*振蕩器，具有容易起振、輸出幅度較高，調(diào)節(jié)頻率方便等優(yōu)點。為了提高振幅和頻率的穩(wěn)定度，增設(shè)了一個穩(wěn)幅電路。振蕩器的頻率為：f=12000hz

　　由測量電橋輸出的測量信號是一個交流電壓信號，此信號經(jīng)過交流放大器放大后，其幅度與傳感器測桿的位移成正比，但無法判斷測桿是上升還是下降，也就是無法知道被測尺寸具有正偏差還是負偏差。為了判斷信號的相位（方向），在交放之后、直放之前加一級相敏檢波器，將交流信號變換為與測桿位移大小相對應(yīng)的直流緩變信號，信號的極性反映測桿位移的方向。相敏檢波器輸出的直流緩變信號，再經(jīng)一級直流放大，得到A/d轉(zhuǎn)換器所需的±5V直流電壓。其原理框圖如圖4所示。

　　以單片機為中央處理器，以傳感器為物理量轉(zhuǎn)換器件，利用傳統(tǒng)電子線路進行信號處理是自動化儀表的一般設(shè)計方法。在儀器設(shè)計時，采用液晶漢字顯示、微打等技術(shù)會極大地增強人機交互等功能。在軟件設(shè)計時，采用現(xiàn)代數(shù)字處理理論的濾波等技術(shù)，會改進儀器的穩(wěn)定性，對提高測量精度很有幫助。