李昌+周松斌+韩威

摘 要： 电涡流位移传感器在测量不同位移时有不同的温度灵敏度系数。单一的曲线拟合方法无法实现全量程的温度补偿。在温箱中收集多个指定位移处线圈电压的温飘数据，并拟合成曲线，根据这些曲线和传感器内线圈的温度可得到指定位移处线圈电压。用最小二乘法拟合指定位移和线圈电压得到一个多项式方程。把线圈电压值代入该方程可得到与温度无关的位移量，实现温度补偿。采用DMA中断和后台程序相结合的方法，使得传感器具有高动态响应。

关键词： 电涡流位移传感器； 温度补偿； 最小二乘法； 在线拟合； 高动态响应； DMA中断

中圖分类号： TN911.1?34； TP212 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）05?0132?04

Abstract： The eddy current displacement sensor has different temperature sensitivity coefficients for different displacement measurements. The single curve fitting method can′t realize the temperature compensation in measuring range. The temperature drift data of the coil voltage at multiple specified displacements was collected in temperature box， and fitted for curves. According to the curves and temperature of the coil inside the sensor， the coil voltage of the specified displacement can be obtained. The least square method is used to fit the specified displacement and coil voltage to obtain a polynomial equation. The coil voltage is substituted into the equation to obtain a displacement independent of temperature， and realize the temperature compensation. The sensor has high dynamic response by using the method combining DMA interrupt and background program.

Keywords： eddy current displacement sensor； temperature compensation； least square method； online fitting； high dynamic response； DMA interrupt

电涡流位移传感器可用于非接触式测量流水线上饮料罐的高度，易拉罐在检测时温度较高[1]，这就要求传感器的温漂小，才能准确测量。同时流水线的速度较快，要求传感器具有较高的动态响应。为了实现这两个要求，本文提出一种温度实时补偿方法。

1 系统硬件结构

电涡流位移传感器在硬件结构上包含线圈、温度传感器、电源电路、信号调理电路、采样电路、DSP、模数转换电路[2]。其硬件结构框图如图1所示。信号由调理电路产生，通过一个电阻加载到线圈。线圈在接近金属表面时产生涡流损耗。涡流损耗的大小决定了线圈两端电压的大小。通过测量线圈两端信号的幅度来测量线圈到金属面的距离[3]。DSP通过采样电路获取线圈信号幅度和线圈温度。……