數(shù)控車床切削力信號(hào)在線監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)研究(編輯修改稿)
2025-07-16 23:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由式（）可知，電荷放大器的輸出電壓只與輸入電荷量和反饋電容有關(guān)，而與放大器的放大系數(shù)的變化或電纜電容等均無(wú)關(guān)系。因此，只要保持反饋電容的數(shù)值不變，就可得到與電荷量Q變化成線性關(guān)系的輸出電壓。同時(shí)，反饋電容Cf小，輸出電壓就大，因此要到達(dá)一定的輸出靈敏度要求，必須選擇適當(dāng)?shù)娜萘康姆答侂娙?。若使輸出電壓與電纜電容沒(méi)有關(guān)系是有一定條件的。，由“虛地”原理可知，反饋電容Cf折合到放大器輸入端的有效電容Cf’為 （）當(dāng)略去傳感器漏電阻和電荷放大器的輸入電阻時(shí)，則電荷放大器的輸出電壓[4] （）式中Ci表示電荷放大器的輸入電容； Ca表示傳感器的內(nèi)部電容； Cc表示電纜電容。若放大器開環(huán)增益足夠大，即（1+k）CfCa+Cc+Ci時(shí)，則電荷放大器的輸出電壓為 （）由此可知，當(dāng)電荷放大器的開環(huán)增益足夠大時(shí)，可以認(rèn)為傳感器的輸出靈敏度與電纜電容沒(méi)有關(guān)系。在實(shí)際使用時(shí)，傳感器與測(cè)量?jī)x器之間總會(huì)存在一定的距離，它們之間是用電纜連接的，由于電纜的噪聲增加，從而使信噪比有所降低，也一定程度的限制了低電平的振動(dòng)。在這里我們選用的是Dewetron公司的DAQPadCHARGEB型電荷放大器。KISTLER（奇石樂(lè)）5011B型電荷放大器是微處理器控制的5011B型電荷放大器，它將壓電傳感器產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例的電壓信號(hào)。該放大器主要用于機(jī)械量,如壓力,力和加速度的測(cè)量。它的測(cè)量范圍從177。10pC到177。999,000 pC連續(xù)可調(diào)。面板上的兩行液晶顯示使參數(shù)設(shè)置極為方便。設(shè)置后的參數(shù)即使在斷電情況下仍能保持不丟失。5011B型電荷放大器還有下述特點(diǎn): 量程比較大； 工作頻率較寬； 零點(diǎn)能夠自動(dòng)校正； 低通濾波與時(shí)間常數(shù)可以自己選取； 通過(guò)不同的選件和變型, 得出最佳適合的具體測(cè)量問(wèn)題； 符合電磁干擾規(guī)定(CE, 歐共體有關(guān)規(guī)定)。該放大器上可以選配IEEE－488并行接口或RS－232串行接口, 通過(guò)這些接口可以對(duì)設(shè)置值進(jìn)行遠(yuǎn)程輸入或查詢。在信息時(shí)代的今天，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為信息技術(shù)的重要組成部分之一。在計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中，如果要實(shí)現(xiàn)智能控制，就需將被測(cè)對(duì)象的各種測(cè)量參數(shù)送入計(jì)算機(jī)，而輸入計(jì)算機(jī)的信號(hào)應(yīng)該是數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)采集就是將要獲取的信息通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為信號(hào)，并經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼和傳輸?shù)炔襟E，最后送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行處理、分析、存儲(chǔ)和顯示。因此，在計(jì)算機(jī)和傳感測(cè)試電路之間，按要求設(shè)置信息的傳遞和轉(zhuǎn)換裝置，從而在計(jì)算機(jī)與外部世界之間起橋梁和紐帶作用的就是數(shù)據(jù)采集通道，即A/D轉(zhuǎn)換器。 逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器原理A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。通常A/D轉(zhuǎn)換方法有：逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換、并行A/D轉(zhuǎn)換和串/并行A/D轉(zhuǎn)換等。逐次逼近A/[6]。逐次逼近的轉(zhuǎn)換方法是由同輸入電壓與一系列的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從高位到低位逐位確定并進(jìn)行轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的各位是0還是1。A/D轉(zhuǎn)換器主要的性能指標(biāo)有：（1） 分辨率分辨率是指A/D轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制書的位數(shù)，規(guī)定為A/D轉(zhuǎn)換器能夠區(qū)分的模擬量地最小變化值。由于二進(jìn)制位決定了能過(guò)分辨的模擬量值，因此通常用位數(shù)表示分辨率，如4位、8位、12位等。（2） 轉(zhuǎn)換時(shí)間從發(fā)出啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令到轉(zhuǎn)換結(jié)束，得到穩(wěn)定的輸出量為止的時(shí)間就稱為A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間。（3） 量化誤差一定范圍連續(xù)變化的模擬量只能反映同一個(gè)數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器總是存在1/2LSB的量化誤差，這個(gè)誤差在量化過(guò)程中是不可避免的。（4） 精度量化誤差和附加誤差之和就稱為精度。A/D轉(zhuǎn)化器不只量化誤差還有非線性引起的誤差等其他因素引起的誤差，對(duì)這種附加誤差的總和，稱總不可調(diào)誤差，即A/D調(diào)整到最精確的情況下還存在的附加誤差。在計(jì)算機(jī)內(nèi)插A/D卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄是一種經(jīng)濟(jì)易行的方式。這種內(nèi)插A/D卡很好的利用了通用計(jì)算機(jī)的硬件資源（包括總線、機(jī)箱、電源、存儲(chǔ)器及系統(tǒng)軟件），并且借助于插入微機(jī)或工況機(jī)內(nèi)的A/D卡與數(shù)據(jù)采集軟件相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄任務(wù)。在這種方式下，計(jì)算機(jī)寫外存的速度和信號(hào)的采集速度與A/D卡轉(zhuǎn)換的速度有關(guān)，計(jì)算機(jī)外存存儲(chǔ)器容量和信號(hào)記錄長(zhǎng)度有關(guān)。在這里采用的是臺(tái)灣研華公司的MP04A視頻采集卡作為該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板。MP04A采用的是Philips7130芯片，它的開發(fā)有多條視頻PIC總線視頻卡和采集彩色/黑白信號(hào)的視頻采集卡。計(jì)算機(jī)通過(guò)視頻采集卡可以接收來(lái)自視頻輸入端的模擬視頻信號(hào)，從而對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采集、量化成數(shù)字信號(hào)，然后壓縮編碼成數(shù)字視頻。視頻卡還具備硬件壓縮的功能，在采集視頻信號(hào)時(shí)首先在卡上對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，再通過(guò)PCI接口把壓縮的視頻數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)上。 視頻采集卡流程根據(jù)系統(tǒng)的功能要求來(lái)選用系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件的選用的要求有良好的穩(wěn)定性性、可操作性、可靠性、擁有數(shù)據(jù)的錄入、濾波數(shù)據(jù)處理、圖形和數(shù)據(jù)的輸出功能等。這里選用的是DEWETRON公司的產(chǎn)品DEWESoft6lt1（）。其具有DEWESOFT 和FLEXPRO 軟件的功能。 DEWESoft6lt1軟件的界面該系統(tǒng)提供基于 Windows 操作系統(tǒng)上的通用數(shù)采開發(fā)平臺(tái)軟件。包括圖形化數(shù)據(jù)采集、分析軟件Dewesoft 和多功能數(shù)據(jù)后處理分析軟件Flexp
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1