◎范江波 杨 丽

(三门峡职业技术学院 电气工程学院，河南 三门峡 472000)

目前市场上传统电感测头在设计和使用中调试复杂，尤其是在一个正常工作的系统中因为一根电感测头故障需要更换时，需要将系统测试数据等重新进行修正方可使用。修正数据过程复杂且需要专业技术人员才能完成，严重影响了电感测头的使用。为解决传统电感测头调试和更换难的问题，本文设计开发了一套基于USB接口的高精度电感测头，目的在于提高电感测头在使用过程中更换的便捷性，同时提高电感测头的通用性及测量精度。

1 系统分析及组成

1.1 电感测头非线性分析

电感测头是利用线圈的自感或互感原理来进行微小位移量测量的一种传感器[1]，常用的电感测头主要有差动电感式传感器，这种结构受外界影响小，如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁吸力也较小，可以有效减小测量误差。其计算电感量的公式为：

其输出特性如图1所示。

图1 差动电感式传感器输出特性

从输出特性图中可以看出，差动式电感传感器线性较好，但整个输出段并非全部线性，在设计使用时必须从其中选择一段相对线性好的进行测量，即使如此，在使用中仍然存在一定的非线性[2]。为了提高传感器的测量范围和非线性校正，本系统设计USB接口的处理模块，通过软件处理，实现非线性校正，方便电感测头的使用调试与更换[3]。

1.2 USB接口电感测头系统组成及工作原理

本项目设计的USB接口电感测头主要由电感测头、USB接口及信号、数据处理和PC机的数据线性化处理组成。……