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正文內(nèi)容

電感式位移傳感器的設(shè)計(jì)(留存版)

  

【正文】 或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。 對(duì)于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī),當(dāng)EPROM編程時(shí),從P0口輸入指令字節(jié),而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí),則輸出指令字節(jié)。因?yàn)槁莨苄偷倪@些優(yōu)點(diǎn),所以我們采用螺管型差動(dòng)式電感測(cè)頭。測(cè)量時(shí),測(cè)頭10與被測(cè)物體接觸,當(dāng)被測(cè)物體有微小位移時(shí),側(cè)頭帶動(dòng)測(cè)桿8帶動(dòng)銜鐵3 在電感圈4中移動(dòng),使線圈電感值變化,通過(guò)引線接入測(cè)量電路。這種電路由于有積分環(huán)節(jié),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與輸出有偏差時(shí),通過(guò)積分最后消除輸出誤差,所以直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與交流輸出之間的線性極好,其缺點(diǎn)是對(duì)積分放大環(huán)節(jié)引起的波形失真沒(méi)有補(bǔ)償。在許多需要A/D轉(zhuǎn)換盒數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中,很多情況下,傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱,必須通過(guò)一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大,才能滿足A/D專函其對(duì)輸入信號(hào)電平的要求,這種情況下,就必須選擇一種符合要求的放大器。如果輸入交流電壓為正半周,則A點(diǎn)電位為正,B點(diǎn)為負(fù),二極管V1\V4導(dǎo)通,V2\V3截止。EOC:轉(zhuǎn)換完畢輸出線,其上出現(xiàn)高電平時(shí)表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。uchar dispsave[]={0,0,0,0,0,0}。m=255。當(dāng)系統(tǒng)主頻為6MHz時(shí),ALE的頻率為1MHz,則需經(jīng)過(guò)二分頻變?yōu)?00KHz才能向ADC0809提供CLOCK信號(hào)。本設(shè)計(jì)只有一路信號(hào)輸入,因此地址A、B、C直接接地ADC0809外部引腳示于圖12,其引腳功能為:IN7 ? IN 0:8路模擬量輸入端,在多路開關(guān)控制下,任一時(shí)刻只能有一路模擬量實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。差動(dòng)電感式傳感器的兩個(gè)線圈作為交流電橋相鄰的兩個(gè)工作臂,指示儀表是中心為零刻度的直流電壓表或數(shù)字電壓表。 選用合適的測(cè)量電路,如采用相敏整流電路。穩(wěn)幅電路的基本思路是將輸出的變化量取出,補(bǔ)償?shù)捷斎攵?。則有Z1=Z2=Z=R′+jwL,另有R1=R2=R。 氣隙型傳感器靈敏度高,對(duì)后續(xù)測(cè)量電路的放大倍數(shù)要求低,它的缺點(diǎn)是非線性嚴(yán)重,為了限制非線性,示值范圍只能較小,由于銜鐵在運(yùn)動(dòng)方向上受鐵心的限制,故自由行程小。 (I/O)引腳P0口、P1口、P2口及P3口 (A).P0口(39腳~22腳):~。 XTAL2(18腳):接外部晶體的另一端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。最高允許振蕩頻率是12MHZ。此信號(hào)經(jīng)放大,由相敏檢波器鑒出極性,得到一個(gè)與銜鐵位移相對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào),經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入到單片機(jī),經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行顯示。 電容式位移傳感器根據(jù)被測(cè)物體的位移變化轉(zhuǎn)換為電容變化的一種傳感器,一般用于高頻振動(dòng)微小位移的測(cè)量,與電位式、電感式等多種位移傳感器相比,它的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,只要極小的輸入力就能使支極板移動(dòng),并且在移動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有摩擦和反作用力;靈敏度高、分辨力強(qiáng),能敏感177。加工和檢測(cè)是不可分的,測(cè)量是對(duì)加工的支持,無(wú)論多么精密的加工,都必須用更為精密的測(cè)量技術(shù)作保障。因此,位移測(cè)量的精密和超精密測(cè)量已經(jīng)成為整個(gè)超精密加工體系中一項(xiàng)至為關(guān)鍵的技術(shù)。;動(dòng)態(tài)響應(yīng)好;能在惡劣環(huán)境中(高、低溫,各種形式的輻射等)工作。電感式傳感器測(cè)位移時(shí),由于線圈中的電流不為零,因而銜鐵始終承受電磁吸力,會(huì)引起附加誤差,而且非線性誤差較大;另外,外界的干擾(如電源電壓頻率的變化,溫度的變化)也會(huì)使輸出產(chǎn)生誤差。以上各個(gè)部分通過(guò)內(nèi)部總線相連接。采用內(nèi)部方式時(shí),在C1和C2引腳上接石英晶體和微調(diào)電容可以構(gòu)成振蕩器, 振蕩頻率的選擇范圍為1.2—12MHZ在使用外部時(shí)鐘時(shí),XTAL2用來(lái)輸入外部時(shí)鐘信號(hào),而XTALI接地。在單片機(jī)內(nèi)部,接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O接口時(shí),它可作為準(zhǔn)雙向8位輸入/輸出接口。截面型具有較好的線性,自由行程較大,制造裝配比較方便,但靈敏度較低。由于電橋工作臂是差動(dòng)形式,則在工作時(shí),Z1=Z+△Z和Z2=Z—△Z,當(dāng)ZL→∞時(shí),電橋的輸出電壓為 圖三是軸向式電感測(cè)頭的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)輸出增大時(shí),補(bǔ)償?shù)淖饔檬秦?fù)反饋,使輸入信號(hào)被減少,當(dāng)輸出減少時(shí),補(bǔ)償?shù)淖饔檬馆敵鲂盘?hào)增大,從而保持輸出不變。即可判別銜鐵移動(dòng)方向雙可改善輸出特性,減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)。設(shè)差動(dòng)電感傳感器的線圈阻抗分別為Z1和Z2。A、 B、C:多路開關(guān)地址選擇輸入端,當(dāng)取值000~111時(shí)與A/D轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的通道為IN0~IN7。上電后單片機(jī)將ADC0809采集的電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后送顯示電路。m++)P0=led[dispsave1[m++]]。4. 軟件部分的設(shè)計(jì) includeincludeuchar code led[]={0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x6d, 0x7d, 0xf8, 0x80, 0x90, 0x40, 0x86, 0x8c, 0xff}。START::啟動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入線,其上升沿用以清除A/D內(nèi)部寄存器,其下降沿用以啟動(dòng)內(nèi)部控制邏輯,開始A/D轉(zhuǎn)換工作。當(dāng)銜鐵上移,上部線圈阻抗增大,Z1=Z+?Z。在差動(dòng)變壓器二次側(cè)串、并聯(lián)適當(dāng)數(shù)值的電阻電容元件,當(dāng)調(diào)整這些元件時(shí),可使零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)減小。在圖5所示的直流比較電路中,輸出信號(hào)經(jīng)衰減和精密整流之后,與標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)進(jìn)行比較,誤差值經(jīng)放大后去控制乘法器的放大增益,從而改變放大電路的輸入幅值,使輸出穩(wěn)定。兩線圈差動(dòng)使用,當(dāng)銜鐵過(guò)零點(diǎn)上移時(shí),上線圈電感增加,下線圈電感量減少,兩線圈輸出由引線1接至測(cè)量電路。此外,螺管型還具有自由行程可任意安排、制造方便等優(yōu)點(diǎn),在批量生產(chǎn)中的互換性較好,這給測(cè)量?jī)x器的裝配、調(diào)試、使用帶來(lái)很大的方便,尤其在使用多個(gè)測(cè)微儀組合測(cè)量形狀的時(shí)候。它分時(shí)提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。對(duì)于CHMOS芯片,該引腳懸空不接。這樣,一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)振蕩周期組成。 中央處理器CPU是單片微型計(jì)算機(jī)的指揮、執(zhí)行中心,由它讀人用戶程序,并逐條執(zhí) 行指令,它是由8位算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件(簡(jiǎn)稱ALu)、定時(shí)/控制部件,若干寄存器A、B、 B5w、5P以及16位程序計(jì)數(shù)器(Pc)和數(shù)據(jù)指針寄存器(DM)等主要部件組成。兩個(gè)完全相同的單個(gè)線圈的電感式傳感器共用一個(gè)活動(dòng)銜鐵就構(gòu)成了差動(dòng)式電感傳感器。 光柵是一種新型的位移檢測(cè)元件,是把位移變?yōu)閿?shù)字量的位移數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置。任何生產(chǎn)過(guò)程都可以看作是“物流”和“信息流”組合而成,反映物流的數(shù)量、狀和趨向的信息流則是人們管理和控制物流的依據(jù)。
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