高精度懸浮軸振動(dòng)測(cè)量傳感器設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 逼近。 煤礦安全規(guī)程規(guī)定 ,甲烷濃度超過(guò) 1%時(shí) ,傳感器應(yīng)進(jìn)行報(bào)警 。 當(dāng)甲烷濃度為 2%～ 4% 時(shí) , 誤差范圍 ≤177。 電量檢測(cè)部分 :在電源端設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)電路 ,同樣由單片機(jī)處理之后在液晶屏上用圖形的方法顯示剩余電量。它是一個(gè)簡(jiǎn)單的電橋 ,催化元件 r1 (黑元件 )作為工作元件 , r2 (白元件 )作為對(duì)比元件。除了高速轉(zhuǎn)換和通用控制功能之外 ,器件具有 11 路的模擬輸入端 ,完全能夠滿足多路采樣和功能升級(jí)。 外遙控電路和放大電路 系統(tǒng)中也使用了紅外通信的模式。首先采樣甲烷濃度并顯示 ,超過(guò)安全值報(bào)警 。 if(w m){return。在 A /D ( TLC2543)轉(zhuǎn)換通道中 ,基準(zhǔn)電壓的波動(dòng)可導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的誤差甚至錯(cuò)誤結(jié)果。 (2)傳統(tǒng)儀表功能擴(kuò)展 :日歷、時(shí)鐘顯示 ,紅外遙控芯片使用和硬件看門(mén)狗電路。 在目前的試用中 ,對(duì)該傳感器的設(shè)計(jì)反映很好 ,它能夠可靠、穩(wěn)定、安全的測(cè)量井下瓦斯 ,對(duì)于預(yù)防井下安全事故起到了重要作用 ,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。在此范圍之中測(cè)量誤差在 %以內(nèi)。 for(。 圖 4 主程序與 PC和紅外線、鍵盤(pán)中斷程序流程圖 Script type=text/javascript function ImgZoom(Id)//重新設(shè)置圖片大小 防止撐破表格 { var w = $(Id).width。對(duì)傳感器的精度和靈敏度進(jìn)行調(diào)整 ,使得精度和準(zhǔn)確度提高。采用 XI2COR公司帶有串行接口 ( SP I) EEPROM的看門(mén)狗芯片 X5045,在傳感器初始化時(shí)進(jìn)行設(shè)置 ,并且將其設(shè)置數(shù)據(jù)保存在 EEPROM 中。 TLC2543C 為 10 位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。目前甲烷傳感器均采用這種方法。當(dāng)甲烷濃度超出安全值進(jìn)行聲光報(bào)警 ,工作原理如圖 1 所示。 當(dāng)甲烷濃度為 1%～ 2% 時(shí) , 誤差范圍 ≤177。 1 儀表新特點(diǎn) 甲烷傳感器是一種礦用儀表 ,必須首先滿足井下安全生產(chǎn)的規(guī)程 ,但較其他普通傳感器又有如下主要特點(diǎn) : (1)高可靠性處理 低功耗采用 AT89LV51 單片 機(jī)進(jìn)行集中處理 ,從而大大減少了繁瑣的模擬電路和元器件 ,節(jié)省了電路功耗。訓(xùn)練前后各采樣點(diǎn)的相對(duì)誤差（滿度相對(duì)誤差）如圖 4 所示： 圖 4 不同溫度下各質(zhì)量采樣點(diǎn)絕對(duì)誤差對(duì)比圖 從圖中可以明顯看出采用了 BP 算法之后，系統(tǒng)對(duì)于溫度的影響具有較強(qiáng)的抑制能力。 White H 已經(jīng)證明：三層 BP 網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)任意非線性數(shù)學(xué)問(wèn)題。其中，氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境溫度的影響可以通過(guò)對(duì)電子天平的使用條件加以約束，將其影響程度減小到最低限度。 2 電磁力平衡傳感器的工作原理 電磁力平衡傳感器主要應(yīng)用在電子天平上，電子天平的重要特點(diǎn)是在測(cè)量被測(cè)物體的質(zhì)量時(shí)不用測(cè)量砝碼的重力，而是采用電磁力與被測(cè)物體的重力相平衡的原理來(lái)測(cè)量的。 綜合式 (2)、式 (3)、式 (6)、式 (11)可以推導(dǎo)計(jì)算出振動(dòng)位移與計(jì)數(shù)器的差值之間的關(guān)系如表 1。定時(shí)時(shí)間到 △ T 后，單片機(jī)關(guān)閉差頻計(jì)數(shù)器的對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)的閘門(mén)，讀取差頻計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，并對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零處理，當(dāng) 2 個(gè)計(jì)數(shù)器均完成計(jì)數(shù)后，單片機(jī)開(kāi)始對(duì) D1， D2 進(jìn)行數(shù)字處理。1 的計(jì)數(shù)誤差，加上差頻計(jì)數(shù)器由 2 個(gè)計(jì)數(shù)器構(gòu)成，更增大了計(jì)數(shù)誤差，因此，關(guān)鍵是消除這部分誤差的影響。 振蕩電路的選取 電容傳感器輸出的電容變化量通過(guò)振蕩器轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的頻率值，而且，要求電容量在幾十 pF的情況下，振蕩器能輸出高達(dá) 30 MHz的振蕩頻率，可以采用非對(duì)稱式振蕩電路，它的結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 。 首先，極板間距和振動(dòng)位移 △ x 的關(guān)系為 xx0=△ x (1) 由于 每只電容傳感器均由 2 只電容串聯(lián)構(gòu)成，考慮極板表面絕緣膜厚度，得到測(cè)量電容傳感器的電容量 C和溫度補(bǔ)償電容傳感器的電容量 C0 分別為 利用光電編碼器實(shí)現(xiàn)等轉(zhuǎn)角采樣 光電脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器，它將機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖，可作為位置檢測(cè)和速度檢測(cè)裝置。 2 傳感器的研制 測(cè)量電路 懸浮軸的振動(dòng)位移測(cè)量電路由兩部分組成：一方面利用導(dǎo)電介質(zhì)電容傳感器將懸浮軸振動(dòng)位移的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化；另一方面，利用反射式光電編碼器實(shí)現(xiàn)懸浮軸轉(zhuǎn)動(dòng)的等角度采樣，保證采樣的精度。具有高精度的懸浮軸振動(dòng)測(cè)量傳感器的設(shè)計(jì) 時(shí)間： 20201202 15:15:15 來(lái)源：傳感器與微系統(tǒng) 作者：李亞榮，劉曉東，李瑩雪 懸浮軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)稍微受到干擾就會(huì)產(chǎn)生微小的不穩(wěn)定的振動(dòng)，這種振動(dòng)將影響懸浮軸的正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此，對(duì)懸浮軸的振動(dòng)位移進(jìn)行無(wú)干擾測(cè)試極其困難，如果再要求測(cè)振傳感器靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)施起來(lái)則更加困難。振動(dòng)信號(hào)的采樣是由光電編碼器的等轉(zhuǎn)角取樣實(shí)現(xiàn)的，在光電編碼器、門(mén)電路及單片機(jī)硬軟件的配合下，將 2 個(gè)高頻信號(hào)輸入差頻計(jì)數(shù)器就能得到固定時(shí)間間隔內(nèi)的計(jì)數(shù)值，送 C8051F020單片機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，得到計(jì)數(shù)差值并轉(zhuǎn)換成振動(dòng)位移的大小，實(shí)現(xiàn)框圖如圖 1 所示。設(shè)用于測(cè)量的電容傳感器電容量為 C，用于溫度補(bǔ)償?shù)碾娙輦鞲衅麟娙?
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