低功耗無線工礦設(shè)備監(jiān)測儀設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-02-14 13:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 工作頻率體積重量效率響應(yīng)速度輸出紋波應(yīng)用范圍線性電源線性放大零大重低快極小對輸出紋波和電磁干擾要求極低時(shí)開關(guān)電源開關(guān)狀態(tài)高小輕高快小中小功率 .2系統(tǒng)控制模塊單片機(jī)控制主要實(shí)現(xiàn)信號采集，信號處理和發(fā)送以及電源管理的共能。方案一： 由STC89C51為主控芯片構(gòu)成的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)實(shí)成本低，做電路比較方便；缺點(diǎn)是芯片內(nèi)部沒有集成專門的AD轉(zhuǎn)換電路，得自己專門搭電路。方案二：由C8051F040為主控芯片構(gòu)成的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是C8051F040是一款高性能的單片機(jī)，內(nèi)部由專門的AD轉(zhuǎn)換電路。 3方案三：由MSP430F149為主控芯片構(gòu)成的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是MSP430單片機(jī)在低功耗這方面的性能做得是特別好的，而且單片機(jī)內(nèi)部本身自帶AD轉(zhuǎn)換模塊。 為了實(shí)現(xiàn)低功耗的要求，且我們已有MSP430F149，所以我們采用方案三。應(yīng)變片將被測試件的應(yīng)變ε轉(zhuǎn)換成電阻相對變化ΔR/R,還需一定的測量電路將其電阻變化進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號才能用儀表進(jìn)行測量或用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)自動檢測。通常采用的測量電路是電橋電路。由于整個(gè)系統(tǒng)均為直流信號，故采用直流電橋進(jìn)行測量。 直流電橋測量電路設(shè)電橋各橋臂電阻分別為、 、它們可以全部或部分是應(yīng)變片，為電橋的輸出負(fù)載。根據(jù)基爾霍夫定律，電橋的輸出負(fù)載電流為（21）（22） 若 則,稱為電橋的平衡條件，電橋?yàn)檩敵?。式?2）稱為電橋平衡條件。電橋的輸出電壓為4（23） 若電橋的負(fù)載電阻為無限大，則上式可簡化為（24） 當(dāng)電橋各臂均有相應(yīng)的電阻變化、時(shí)，由式(24)得到（25）（26）實(shí)際應(yīng)用往往為等臂電橋，即== =且當(dāng)R(i=1,2,3,4)時(shí)，利用式26 （27）將上式寫為 但是由于單臂橋測量電路的非線性誤差比較大，因而我們采用四臂差動工作電橋以改善非線性誤差和提高輸出靈敏度(四臂差動工作電橋的靈敏度為直流電橋測電路的四倍)，同時(shí)還能起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩? R4+ΔR4UoR3ΔR3R2ΔR2R1+ΔR1Ui5 壓力信號調(diào)理電路壓力信號調(diào)理電路采用INA128儀表放大電路將微小的電壓變化放大100倍后送入單片機(jī)ADC進(jìn)行采樣。INA128是低功耗、高精度的通用
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