【正文】 轉(zhuǎn)換器由 A/D 和 D/A 關(guān)系到系統(tǒng)的精度，而精度是恒應(yīng)力水泥壓力機(jī)得生命。（3） 量化誤差量化誤差是由 ADC 的有限分辨率而引起的誤差。1/21SB相對(duì)精度與絕對(duì)精度想色，所不同的是把這個(gè)最大偏差表示為慢刻度模擬電壓的百分?jǐn)?shù)，或用二進(jìn)制分?jǐn)?shù)來(lái)表示相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。一般幾 us——幾百 ms，逐次逼近時(shí) A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間為1—200us。應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用要求查器件手冊(cè)，選擇使用的型號(hào)，超過(guò)工作溫度范圍，將不能保證達(dá)到額定精度指標(biāo)。只要不低于它們就行，選的太高既沒(méi)有意義，而且價(jià)格還有高很多。轉(zhuǎn)換時(shí)間僅 20——100ns 即轉(zhuǎn)換速率可達(dá) 1050MSPS。分辨率為 12 位，轉(zhuǎn)換時(shí)間 15—35us。1/2LSB。三組電源：+5V,Vcc(+12V—+15V), VEE(12—15V)。R/—C——讀 /轉(zhuǎn)換信號(hào)。12/—8 端接 PIN1(VLOGIC)時(shí)，數(shù)據(jù)按 12 位形式輸出；12/—8 端接 PIN15(DGND)時(shí)，數(shù)據(jù)按 8 位形式輸出；STS——轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號(hào)。10V。14 腳的輸入電壓范圍分別為 0——+20V（單極性輸入時(shí)）或10 ——+10（雙極性輸入時(shí)） ，1LSB 對(duì)應(yīng) 。啟動(dòng)信號(hào)有電平啟動(dòng)和脈沖啟動(dòng)兩種方式。第一種是程序查詢方式。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間較短時(shí)，宜用查詢方式或延時(shí)方式。有時(shí)，也用數(shù)字輸入信號(hào)的有效位數(shù)來(lái)給分辨率。所建立時(shí)間，系指數(shù)模轉(zhuǎn)換中的輸入代碼有滿意度值的變化時(shí)，其輸出模擬信號(hào)電壓（或模擬信號(hào)電流）達(dá)到滿刻度值177。通常把滿量程電壓變化的百分?jǐn)?shù)與電源電壓變化的百分?jǐn)?shù)之比稱為電源抑制比。D/A 轉(zhuǎn)換器的選擇要點(diǎn)D/A 轉(zhuǎn)換芯片主要性能指標(biāo)的選擇在 D/A 接口設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，用戶在選擇時(shí)要考慮的是用位數(shù)表示的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間。對(duì)于不同的 D/A 芯片，輸入邏輯電平要求不同。而與輸出端得電壓大小無(wú)關(guān)。④參考源?！狢S—片選（低電平有效） —CS 將使能—WR 1.—WR1—寫(xiě)入 1（低電平有效） ，—WR 1 用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（DI）送到輸入鎖存器?！猈R 2 能使能—XFER。RFB—反饋電阻。VCC — 數(shù)字電源電壓。比如第一次執(zhí)行輸入胡指令送出數(shù)據(jù)的低 8 位，第二次執(zhí)行輸出指令再送出數(shù)據(jù)的高 4 位。若取 VREF=10V，按單極性輸出方式，對(duì) DAC1210 輸入數(shù)字 0000,0000,0001 時(shí)，其輸出電壓約為 ，它的分辨率比 8 位的分辨率高 16 倍，適用于對(duì)數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換時(shí)分辨率要求更高的系統(tǒng)中6 控制軟件設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)不同的是，數(shù)字控制系統(tǒng)基本控制方法的實(shí)現(xiàn)是靠軟件程序?qū)崿F(xiàn)的，這一方面使得控制方法或控制參數(shù)修正變得十分方便；另一方面，隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高，采用復(fù)雜及運(yùn)算量大的控制算法成為可能。這次設(shè)計(jì)不同月以往的設(shè)計(jì)，是對(duì)四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的考核和貫穿，有一定的挑戰(zhàn)性，所學(xué)過(guò)的知識(shí)基本都能涉及到，甚至涉及到了沒(méi)有學(xué)過(guò)的軟件編程部分和單片機(jī)。設(shè)計(jì)完成之后。我們馬上要走上工作崗位，無(wú)論將來(lái)做什么都應(yīng)該像對(duì)待這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一樣對(duì)待。正在設(shè)計(jì)之初，王老師就給我們制定了詳細(xì)的計(jì)劃，使我們的設(shè)計(jì)沿著正確的計(jì)劃進(jìn)行，接下來(lái)通過(guò)搜集材料和參觀實(shí)習(xí)熟悉各個(gè)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們有什么不明白的就請(qǐng)教王老師，他給了我們耐心的講解，我們自始至終給了我們很好的幫助。在老師的耐心教導(dǎo)下，我一次又一次的克服了困難，迎接寫(xiě)的挑戰(zhàn)。實(shí)踐證明，該算法無(wú)論是對(duì)電液或電氣控制系統(tǒng)，一般都有效的。圖 4——12 中繪出 DAC1210 單緩沖單極性電壓輸出電路原理圖。它是數(shù)字邏輯地。VREF 的選擇范圍是10—+10.。IOUT2—數(shù)模轉(zhuǎn)換電流輸出 2。當(dāng)為低電平時(shí)只能使能輸入鎖存器中的最低 4 位。DAC1210 具有以下特點(diǎn)：線性規(guī)范只有零位和滿量程調(diào)節(jié)；與所有的通用微機(jī)處理機(jī)直接接口；單緩沖、雙緩沖或直通數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入；與 TTL 邏輯電平兼容；全四項(xiàng)限相乘輸出。有些 D/A 轉(zhuǎn)換器并不是對(duì)鎖存輸入的數(shù)字量立即進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換，而是只有在外部加了轉(zhuǎn)換控制信號(hào)后才開(kāi)始轉(zhuǎn)換和輸出。還給出最大輸出短路電流以及輸出電壓允許范圍。目前批量生產(chǎn)的 D/A 轉(zhuǎn)換芯片一般都只能接收自然二進(jìn)制數(shù)字代碼，因此，當(dāng)輸入數(shù)字代碼為偏置碼或 2 的補(bǔ)碼等雙極性碼時(shí)，應(yīng)外接適當(dāng)?shù)钠秒娐泛蟛拍軐?shí)現(xiàn)。C 之間，較差的轉(zhuǎn)換器工作溫度范圍在 0—70。（5）溫度系數(shù)在滿意刻度輸出條件下，溫度每升高一度，輸出變化地百分?jǐn)?shù)定義為溫度系數(shù)。但是有的產(chǎn)品說(shuō)明中，只分別給出各項(xiàng)誤差，而不給出綜合誤差應(yīng)該注意，精度和分辨率是兩個(gè)不同的概念，精度是指轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值對(duì)于理想值得接近程度，而分辨率是指能夠?qū)D(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)生影響的最小輸入量，對(duì)于分辨率很高的 D/A 轉(zhuǎn)換器并不一定有很高的精度。 A/D 轉(zhuǎn)換器D/A 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)這里指最小輸出電壓（對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)字量只有最低有效位為“1” ）與最大輸出電壓（對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸入信號(hào)所有有效位全為“1” ）之比。CPU 發(fā)出啟動(dòng) A/D 命令后，執(zhí)行一個(gè)固定的延遲程序，延遲時(shí)間正好等于或略大于完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，延時(shí)到，即可讀取數(shù)據(jù)。CPU 檢測(cè)到轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)即可讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)。如果 AD574A 直接接到 12 位或 16 位的系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上，那么可以將 AD574A 的數(shù)據(jù)輸出 DB0——DB11 按位數(shù)接到數(shù)據(jù)總線 D0——D7，而其低 4 位管腳 24——27 上，而管腳 20—23 為 0，這樣 CPU 執(zhí)行兩節(jié)輸入指令就可將轉(zhuǎn)換后的 12 數(shù)據(jù)讀入。圖 4——9A/D574 雙極性輸入電路通過(guò)改變 AD574 引腳 12 的外接電路，可使 AD574A 進(jìn)行單極性和雙極性模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。20VIN——模擬信號(hào)輸入。讀數(shù)：CE=—CS=0、R/—C=1,R/ —C=0、A0=0,時(shí)讀取轉(zhuǎn)換后高 8 位數(shù)據(jù)；CE= —CS=0、R/ —C=1,R/—C=0、A0=1 時(shí)，讀取轉(zhuǎn)換后低 4 位數(shù)據(jù)（低 4位+0000 ） 。簡(jiǎn)單應(yīng)用中固定接高電平。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：12 位一次輸出：8 位、4 位分兩次輸出。（2） AD574A 的主要特性總結(jié)如下：①非線性誤差：AD574AJ 為177。AD574A 片內(nèi)配有三態(tài)輸出緩沖電路，因而可直接與各種典型的 8 位或 16 位的微處理器相連，而無(wú)須附加邏輯接口電路，這使它在不需要任何外部電路和時(shí)鐘信號(hào)的情況下完成一切 A/D 轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)用非常方便。逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間可從幾 us 到 100us 左右，屬于中速A/D 轉(zhuǎn)換器，常用于工業(yè)多通道單片機(jī)控制系統(tǒng)和聲頻數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。然而估計(jì)時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)至少要比總精度要求的最低分辨率率高一位（雖然分辨率與轉(zhuǎn)換精度是不同的概念，但沒(méi)有基本的分辨率就談不上轉(zhuǎn)換精度，精度是在分辨率的基礎(chǔ)上反映的） 。 C 較差的為 0——70 。（5） 轉(zhuǎn)化時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間是指 A/D 到轉(zhuǎn)換結(jié)束所需要的時(shí)間。對(duì)于 ADC 而言，可以在每個(gè)階梯的水平中心點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量它包括所有的誤差，也包括量化誤差。（2） 量程量程是指所能轉(zhuǎn)換的電壓范圍。 OFFSET 用于零位調(diào)整。采樣保持器基本組成電路如圖所示。當(dāng) VDDVEE=10V 時(shí)其斷開(kāi)時(shí)的漏電流為177。目前的微機(jī)系統(tǒng)多采用集成的多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。他的作用是：向多路轉(zhuǎn)換器發(fā)送通道選通控制信號(hào)、控制放大器的增益，使采樣保持器能處在采樣或保持工作狀態(tài)、啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換等 。圖 43 多通道共享采樣保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器經(jīng)過(guò)比較后最后選用節(jié)約成本的多通道共享采樣保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器 模擬量輸入的一般結(jié)構(gòu)下圖是多路模擬量輸入通道的一般組成原理框圖。這種結(jié)構(gòu)通常用于需要同時(shí)得到描述系統(tǒng)性能各項(xiàng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制通道也有兩種，即模擬量輸出通道及數(shù)字量輸出通道，計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)是以數(shù)字形式給出的，有執(zhí)行元件要求提供模擬的電流或電壓，故采用模擬量輸出通道來(lái)傳達(dá)；有得執(zhí)行元件值要求提供數(shù)字量（或開(kāi)關(guān)量）信號(hào)故采用數(shù)字量輸出通道。壓磁式：輸出功率大，信號(hào)強(qiáng)，抗干擾能力和過(guò)載能力強(qiáng)，牢固可靠，壽命長(zhǎng)，能在惡劣條件下工作。壓電式傳感器可等效位帶電荷 Q 的電容器，其電容 CA 為： CA=εA/δ式中 ε—電介質(zhì)的介電常數(shù)，ε=ε Rε 0，其中 εr、ε0 分別為相對(duì)介電常數(shù)和真空介電常數(shù)。 重復(fù)性反映傳感器在不使用的工作狀態(tài)下，重復(fù)的給予某個(gè)相通的輸入值時(shí)，其輸出值的一致性?？偠灾?，精確度表示傳感器輸出和被測(cè)量值的一致程度。但靈敏度太高也會(huì)影響其測(cè)量范圍。在液壓泵的吸管道上，必須安裝網(wǎng)式過(guò)濾器，以清除較大的顆粒雜質(zhì)，保護(hù)液壓泵。根據(jù)實(shí)際情況（流量和壓力）選擇電磁換向閥——WI6G51/OAW22050Z4,其最大壓力為 ,其額定流量為 60L/min。當(dāng)液壓力小于調(diào)壓彈簧的彈簧力時(shí)，錐閥關(guān)閉，此閥不起調(diào)節(jié)作用。4[]Fa? 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)載荷的大小、軸向轉(zhuǎn)速的高低、被連接部分的安裝精度等要求來(lái)選用。全自動(dòng)液壓試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、泵、溢流閥、換向閥、電液比例閥、壓力傳感器、液壓缸組成。他依靠壓力油使執(zhí)行件輸出油做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)而做功。油液有泄漏等缺點(diǎn)。 “機(jī)電一體化” （Mechatronic）一詞源于日本，是機(jī)械和電子合成的一個(gè)新的專用名詞。主要由微機(jī)、液壓泵、溢流閥、電液比例閥、壓力傳感器等組成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程控制中的不斷應(yīng)用和發(fā)展，電液控制系統(tǒng)及其元件的數(shù)字化也成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)；同時(shí)電液直接控制技術(shù)的發(fā)展也備受人們的關(guān)注。但控制系統(tǒng)復(fù)雜。 傳感器的選擇由于本設(shè)計(jì)要求恒定壓力變化，主要測(cè)量壓力，所以可選用靈敏度和分辨率達(dá)到要求的壓力傳感器。 液壓缸主要尺寸的確定 工作壓力 P 的確定工作壓力 P 根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器類型來(lái)初步確定，參照如下：主機(jī)類型 工作壓力精加工機(jī)床 ——2半精加工機(jī)床 3——5龍門刨床 2——8機(jī)床 拉床 8——10農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu) 10——16液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重機(jī)械 20——30表 機(jī)器類型與負(fù)載大小液壓機(jī)的工作壓力為 20—30Mpa。單向閥有直動(dòng)式和直角式。其最高壓力為 7—32Mpa，額定流量為40L/min，公稱直徑為 10mm，榆次系列。當(dāng)?shù)拈y進(jìn)油口處的壓力油作用在錐閥上的力超過(guò)彈簧力時(shí)，錐閥打開(kāi)，油液通過(guò)閥口的排出。系統(tǒng)泄漏的油液必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾后返回油箱，由于它不會(huì)在主油路上造成壓力下降，又不承受系統(tǒng)的工作壓力，故可選用強(qiáng)度較低的過(guò)濾器，過(guò)過(guò)濾器的通油能力應(yīng)不小于回油管的最大流量。但任何傳感器都不容易保證其絕對(duì)的線性，在許可范圍內(nèi)，可以在其近似線性范圍內(nèi)應(yīng)用。 傳感器的性能指標(biāo) 精度表示測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值的靠近程度，精度一般用極限誤差來(lái)表示，或者用極限誤差與滿量程之比按百分比表示。 零漂表示傳感器在零輸入狀態(tài)下，輸出值的漂移，一般有時(shí)間飄零和穩(wěn)定零漂 。當(dāng)單晶硅半導(dǎo)體（如 PSi，NSi）沿某方向受到外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻值相對(duì)變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。其技術(shù)參數(shù)為：量程：0—20~30Mpa精度: ≦%供電:24V 或 12VDC輸出:0—5V，0—10mA反應(yīng)時(shí)間:5ms使用溫度:20~+60。 一個(gè)通道設(shè)置一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器如圖（3）圖中 A/D 轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的裝置，也是模擬量輸入通道的關(guān)鍵性部件。這種結(jié)構(gòu)因公用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器，每路地轉(zhuǎn)換只能順序進(jìn)行，顯然工作速度較慢可靠性也不高，但可節(jié)省硬件設(shè)備。如果各種信號(hào)源的信號(hào)幅值相差懸殊，可采用增益可控的可編程放大器，它的閉環(huán)增多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)I/O接口電路CPU過(guò)程參數(shù)檢測(cè)信號(hào)處理信號(hào)處理多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)放大器A/D轉(zhuǎn)換I/O接口電路采樣保持器控制 CPU益由計(jì)算機(jī)控制。選擇濾波器類型時(shí)，要考慮所測(cè)信號(hào)的頻率和特性，以及干擾信號(hào)的頻率和所要求的抑制程度。4 選 1 的芯片有 74LS155,8 選 1 的芯片有CD40574LS151 、AD7503 等，16 選 1 的芯片有 74LS150、AD7506 等等。 采樣保持器A/D 轉(zhuǎn)換器完成一次完整的轉(zhuǎn)換過(guò)程所需的時(shí)間成為轉(zhuǎn)換時(shí)間。圖中運(yùn)算放大器 AA2 都接成跟隨形式，A1 的輸出阻抗很低，A2 的輸入阻抗很高，故它接近理想的采樣保持器。因此，A/D 和 D/A 的選擇非常重要，很有必要做詳細(xì)介紹。在不計(jì)其它誤差的情況下，一個(gè)分辨率有限的 ADC 的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與具有無(wú)限分辨率的 ADC 轉(zhuǎn)移特性曲線（直線）之間的最大偏差，稱之為量化誤差。它通常不包括能被用戶消除的刻度誤差。再設(shè)計(jì)模擬量輸入通道時(shí)，應(yīng)按實(shí)際應(yīng)用的需要和成本來(lái)確定這一項(xiàng)參數(shù)的選擇。2）A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇要點(diǎn)超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使集成 A/D 轉(zhuǎn)換器的發(fā)展速度驚人。因?yàn)?，我們這次課題的精度要求是 1/2022，用 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)化器的精度是 1/28=1/256,精度不夠，而 y 用 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器的精度是 12/212，精度剛好過(guò)了 1/2022。高速 A/D 轉(zhuǎn)換器適用于雷達(dá)、數(shù)字通訊、實(shí)時(shí)光譜分析、實(shí)時(shí)瞬態(tài)記錄、視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。