单片机阀门位置检测电路

lichadu88

搞单片机的朋友，为我分析一下这个电路，如何运用电感的变化来给单片机一个位置量的信号。

hozhiwen

我有现成的LVDT独电路板，已用在工业产品上，是用运放做的，正弦波振荡频率可在2K到20K之间调整，检测位置方式用差动变压器与探针配合检测，可在咸鱼搜ATOS LVDT就可找到我的产品，欢迎大家来交流一下。

xiaocake1

这个是模拟电路，跟单片机没有直接的关系，得精通模拟电路的人给你分析。
输出的模拟量给单片机的模拟输入,在单片机里面根据实际情况写算法来实现输入的模拟量与检测值的换算。
我不是很懂模拟电路的分析，只能这么回答你了

lichadu88

谢谢楼上这位朋友，这个电路是单片机输出一个模拟量到运放，运放里的两个等值的电感线圈由于里面一个带有铁圈的铜杆位置变化，在运放输出一个信号给单片机，你理解的还不错，谢谢。

分立元件

学了那么多年模拟电路这个电路我真是看不懂，用法乱乱的！

amo

这是一个L-F震荡电路
位置变化，引起电感变化，进而引起频率变化
想要知道关系，直接用示波器测量输出频率。然后把位置分别调到最小Pmin和最大Pmax，记下对应的两个频率Fmin和Fmax。
列两条方程式：
Fmin*a+b=Pmin
Fmax*a+b=Pmax
求解得到常数a和b
正常使用时，先测出频率F，然后位置就出来了：P=F*a+b

amo

位置是一个相对值。
对于阀门而言，通常你可以定义Pmin=0（关闭状态），Pmax=100（完全打开状态），这样比较直观。

lichadu88

谢谢，楼上朋友详细分析。

分立元件

amo 发表于 2021-6-8 22:16
这是一个L-F震荡电路
位置变化，引起电感变化，进而引起频率变化
想要知道关系，直接用示波器测量输出频 ...

能不能分析一下工作原理

amo

不知回复有什么敏感词，两次都被删了

amo

理论计算比较复杂，很难说清楚
不过定性分析就简单一些，可以从直流工作点着手：
1-两运放U1A和U1B都是工作于比较器模式，输出5V或0V（这个型号的运放是轨到轨输出的）
2-两运放的同相输入端（3脚和5脚）直流参考电压都是来自3.3V经两个472电阻分压，得到1.65V
3-下面就分别假设上电时，电路处于暂稳态，两比较器U1A和U1B输出有可能是5V,5V；0V,0V；5V,0V；0V,5V这4种组合：

amo

(A)—5V,5V  2脚分压得到5V，6脚分压得到5V，所以两个比较器都会翻转变为0V,0V
(B)—0V,0V  2脚分压得到0V，6脚分压得到0V，所以两个比较器都会翻转变为5V,5V
(C)—5V,0V  2脚分压得到大约2.5V，6脚分压得到大约2.5V，所以两个比较器会变为0V,0V
(D)—0V,5V  2脚分压得到大约2.5V，6脚分压得到大约2.5V，所以两个比较器会变为0V,0V

amo

状态图：
C——>
     |——>B<——>A
D——>
综上所述，不管上电处于什么样的暂稳态，这个电路都会自激震荡起来
震荡起来之后，RLC组合就有了一个跟震荡频率相关的复阻抗，具有选频作用，最终让振荡频率稳定在谐振点。
谐振频率信号进入运放的10脚，放大整形送入单片机10脚

lichadu88

谢谢楼上的理解分析，我实际测试了单片机从CPU14脚送来的是一个频率5KHz的正弦波，然后阀门通过4-20mA控制阀杆就会变化，在CPU10脚检测波形也是正弦波，我不理解这个电路电阻并联电感组成振荡电路那为什么还要单片机送个正弦波过来呢，显然不象啊，这个电路每次上电，单片机执行阀杆从上到下走一遍，记忆了阀行程，然后单片机把这行程分为100等分控制，这个控制精度相当高的，L2大L1小-->L2=L1--->L2小L1大位置传感器电感变化，在5KHz频率输入情况下，得到一个变化的输出信号，告诉单片机当前的阀位置，

分立元件

这里没有画错吗？那么只能输入交流信号了

yjmwxwx

lichadu88 发表于 2021-6-10 12:32
谢谢楼上的理解分析，我实际测试了单片机从CPU14脚送来的是一个频率5KHz的正弦波，然后阀门通过4-20mA控制 ...

我不懂模拟电路，原理不会是像上面这样吧，单片机输出一个正弦波，经过两个运放输出两路反相正弦波，两个电感串联由两路反相正弦波驱动，取中间电压经过后面运放放大一定倍数用单片机采集。