恒流源二极管驱动的电感式位移传感器：测量原理与应用

本文档探讨了一种创新的电感式位移传感器，该传感器利用恒流源充电和二极管放电的原理进行工作。其核心思想是通过一个开关电路将恒流源电路连接到电感线圈，使其充电，然后通过二极管控制放电过程。关键的测量步骤是通过定时监测放电时间来确定电感值，因为根据法拉第电磁感应定律，线圈的电感与其储能成正比，而放电时间则与储能（即电感与电流的乘积）有关。 单向充电和放电的测量方法分别适用于不同的应用场景，前者适用于对位移变化有单向响应的情况，而双向充放电则能提供更全面的信息。作者不仅介绍了理论原理，还设计并实施了电感式和电涡流式的两种不同类型的位移测量实验。通过这些实验，研究者验证了这种方法的有效性，即使在低频情况下，也能准确测量微小的电感值（μH），这在传统方法可能需要高频正弦激励的情况下显得尤为突出。 本文的贡献在于提供了一种新型的、无需高频激励的电感式位移传感器设计，这对于工业应用中的精度控制和成本优化具有重要意义。由于其操作简单、测量范围广泛，这种传感器有可能被用于诸如精密机械控制、机器人技术、自动化设备以及物联网等领域，尤其在对位移测量有高精度要求的场合。 这篇论文深入剖析了恒流源充电二极管放电的电感式位移传感器的工作机制，展示了其实验验证过程，并强调了其在工程实践中的潜在价值。它为传感器技术的发展和实际应用提供了一个创新且实用的解决方案。