【文章內(nèi)容簡介】 非線性：177。%FS重復(fù)性：177。%FS回差：%FS零飄（24小時）：%FS零點溫飄：%FS/10℃輸出阻抗：1KΩ177。3Ω絕緣阻抗：500MΩ 靜態(tài)超載：120%斷裂負(fù)載：200%使用溫度：0～60℃儲存溫度：－20～70℃電源電壓：+15V177。5%,15V177。5%總消耗電流：130mA 頻率信號輸出：5KHz—15KHz負(fù)額定扭矩：5KHz177。10Hz零扭矩：10KHz177。10Hz正額定扭矩：15KHz177。10Hz信號占空比：（50177。10）%非接觸式是非接觸扭矩傳感器工作方式，因而可靠性高、壽命長，不易受到磨損、受軸的偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響更小、有更小的延時。因此非接觸式扭矩傳感器十分適合本系統(tǒng)。 振動傳感器振動傳感器在本系統(tǒng)中是十分重要之一，它的作用主要是將機(jī)械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時也稱它為換能器、拾振器等。振動傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而振動傳感器的輸入量才是原始要測的機(jī)械量，然后被機(jī)械接收部分接收，形成另一個適合于變換的機(jī)械量，最后被機(jī)電變換部分變換為電量。因此機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分來決定一個傳感器的工作性能。相對式電動傳感器從機(jī)械接收原理來說，是一個位移傳感器，由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律，其產(chǎn)生的電動勢同被測振動速度成正比，所以它實際上是一個速度傳感器。由于機(jī)械運動是物質(zhì)運動的最簡單的形式，因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動，從而制造出了機(jī)械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）。傳感器的機(jī)械接收原理就是建立在此基礎(chǔ)上的。相對式測振儀的工作接收原理就是，在測量時，把儀器固定在不動的支架上，使被測物體與觸桿的振動方向一致，并借被測物體表面與彈簧的彈性力相接觸，物體振動，觸桿就跟隨被測物體一起運動，并且振動物體的位移隨時間的變化曲線隨推動記錄筆桿在紙帶上的移動被描繪出，移的大小及頻率等參數(shù)就可以根據(jù)這個記錄曲線可以計算出位。因此本系統(tǒng)采用相對式電動傳感器。 溫度傳感器本系統(tǒng)中需要測量四個部位的溫度，即：主機(jī)電動機(jī)溫度、主機(jī)齒輪箱溫度、制動器線圈溫度、機(jī)房溫度。溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器（RTD）和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。原則上說，以上任何一種傳感器都可以用在本系統(tǒng)對電機(jī)的測溫中。溫度傳感器中最常用的溫度測量是熱電偶。其最主要好處是適應(yīng)各種大氣環(huán)境寬和溫度范圍，而且便宜、結(jié)實、無需供電。在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成熱電偶，當(dāng)熱電偶一端受熱時，就在熱電偶電路中產(chǎn)生電勢差。從而就可用測量出來的電勢差來計算溫度。不過，溫度和電壓之間是非線性關(guān)系，因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測量，并利用測試設(shè)備硬件或軟件在儀器內(nèi)部處理電壓溫度變換，以最終獲得熱偶溫度(Tx)。Agilent34970A和34980A數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測量了運算能力。半導(dǎo)體材料是熱敏電阻的主要材料，負(fù)溫度系數(shù)占絕大多數(shù)，即阻值隨溫度降低而增加。阻值會隨溫度變化而造成大的改變，因此這種溫度傳感器是最靈敏的溫度傳感器。但由于線性度在熱敏電阻中極差，并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線在制造商給不出來。由于熱敏電阻體積非常小使得溫度變化的響應(yīng)也非?？?。所以小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感，不過但熱敏電阻需要使用電流源。通過參考其他廠家的資料，結(jié)合本系統(tǒng)設(shè)計的需求，最后定為DSl8B20集成溫度傳感器。DSl8B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。DS18B20具有特點：(1)具有獨特的單線接口方式，為實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊在DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可。(2)測溫范圍:－55℃～125℃，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）℃。(3)多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，但最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點測溫，但是數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，以至于造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。(4)工作電源:3~5V/DC（可以數(shù)據(jù)線寄生電源）(5)在使用中不需要任何外圍元件(6)測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送(7)不銹鋼保護(hù)管直徑Φ6(8)適用于DN15~25,DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫(9)標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1,G1/2”任選(10)PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。因此，DS18B20十分適合在本系統(tǒng)中應(yīng)用。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計3 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)中設(shè)計方案使用STM32F107VCT6芯片，采用STM32系統(tǒng)芯片的庫函數(shù)，采集現(xiàn)場信息，對信息進(jìn)行處理，分類。用戶通過232總線或者485總線，與電梯控制器通訊，獲得電梯運行信息。當(dāng)電梯發(fā)生故障時，安裝在電梯控制柜里的數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)生聯(lián)動，發(fā)出報警信號，同時上報給服務(wù)器，現(xiàn)場工作人員及遠(yuǎn)程控制室就可以及時知道哪部電梯發(fā)生了故障，什么時候發(fā)生了故障，以便及時采取措施。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和原理圖設(shè)計電源模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊JTAG模塊傳感器模塊CAN總線模塊液晶顯示模塊報警及應(yīng)急開關(guān)EEPROM模塊STM32F107PL2303USB轉(zhuǎn)換模塊 系統(tǒng)硬件 本設(shè)計基于硬件電路設(shè)計編寫相應(yīng)的軟件代碼，故在此僅介紹相關(guān)的引腳接法。各主要模塊引腳具體分配如下： CPU模塊CPU使用STM32F107VCT6芯片，是意法半導(dǎo)體為ARM M3內(nèi)核出的用于自動控制領(lǐng)域的微處理器。F107是互聯(lián)型接口和內(nèi)部資源較多，F(xiàn)103是增強型。相比103，F(xiàn)107加入IEEE以太網(wǎng)接口,2個I2S音頻接口（做音頻解碼用），全部64kB的SRAM緩存。STM32系列專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用設(shè)計，采用CortexM3內(nèi)核。72MHz 是STM32F107達(dá)到的時鐘頻率，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品。STM32系列使用來自于意法公司具有突破性CortexM3內(nèi)核，為了方便用戶方便地訪問STM32的各個標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)，并使用它們的所有特性，ST公司提供了免費的軟件包。使用外設(shè)驅(qū)動：這時應(yīng)用程序開發(fā)基于外設(shè)驅(qū)動的API（應(yīng)用編程接口）。只需要配置文件“”，并使用相應(yīng)的文件。不使用外設(shè)驅(qū)動，這時應(yīng)用程序開發(fā)基于外設(shè)的寄存器結(jié)構(gòu)和未定義文件。則需要使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫。根據(jù)各模塊需要分配引腳，主要模塊引腳具體分配如下：25號PA2引腳（USB_TXD），26號PA3引腳（USB_RXD）：用于USB模塊。29號PA4引腳（DAC_OUT1），30號PA5引腳（DAC_OUT2），35號PB0引腳（ADC_IN1），36號PB1引腳（ADC_IN2）：數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。68號PA9引腳（USART1_TX），69號PA10引腳（USART1_RX），7號PC13引腳（USART2），83號PD2引腳（USART2_RX）：串口轉(zhuǎn)GPRS通訊模塊。78號PC10引腳（485_TX2），79號PC11引腳（485_RX2），85號PD4引腳（485_DIR2），86號PD5引腳（485_TX1），87號PD6引腳（485_RX1），88號PD7引腳（485_DIR1）:485通訊模塊55 號PD8引腳（MII_RX DV/RMII_CRSDV），56號PD9引腳（MII_RXD0），57號PD10引腳（MII_RXD1）：以太網(wǎng)模塊圖中0歐電阻可以當(dāng)跳線使，也可以當(dāng)熔斷電阻用，也可以當(dāng)電感用，也可以作為電路的隔離點，根據(jù)布板的需要而設(shè)定，在原理圖上意義就是導(dǎo)線。如果使用內(nèi)部RC振蕩器而不使用外部晶振，則可以：1）對于100腳或144腳的產(chǎn)品，OSC_IN應(yīng)接地，OSC_OUT應(yīng)懸空。2）對于少于100腳的產(chǎn)品，可以采用OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC性能?；蛘叻謩e重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1為推挽輸出并輸出39。039。此方法可以減小功耗并()節(jié)省2個外部電阻。圖31 STM32F107模塊電路原理圖 PC14與OSC32_IN公用一個引腳，PC15與OSC32_OUT公用一個引腳，它們的使用方法如下：當(dāng)LSE（低速外部時鐘信號）開啟時，這兩個公用管腳的功能是OSC32_IN和OSC32_OUT。當(dāng)LSE（低速外部時鐘信號）關(guān)閉時這兩個公用管腳的功能是PC14和PC15。備用區(qū)域控制寄存器(RCC_BDCR)的LSEON用于控制LSE的開啟或關(guān)閉。本設(shè)計中共有5個LED燈，LED導(dǎo)通發(fā)光時的正向壓降V=~，高亮LED正常亮度對應(yīng)電流f=1~3mA，取f=2mA，Vf=，則相應(yīng)的限流電阻R值會直接影響LED的亮度。因為LED僅作為指示用，對R的誤差值無要求。考慮到市場最常見的是177。5%的電阻。 PL2303USB模塊PL2303是由RS232USB接口轉(zhuǎn)換器高度集成的，可提供USB功能接口與一個RS232全雙工異步串行通信裝置便利聯(lián)接的解決方案。該器件內(nèi)置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器，并且?guī)в腥空{(diào)制解調(diào)器控制信號的UART，實現(xiàn)RS232信號與USB信號的轉(zhuǎn)換只需外接幾只電容即可。該器件作為RS232/USB雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從主機(jī)接收USB數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為RS232信息流格式發(fā)送給外設(shè)；另一方面從RS232外設(shè)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為USB數(shù)據(jù)格式傳送回主機(jī)。 PL2303的1號引腳TXD接（USBRXD）。5號引腳RXD接（USB_TXD），通過220KΩ上拉電阻連到4號引腳VDD_325，再通過7號引腳GND接地。27號OSC2和28號OSC1引腳連接12M晶振，與2222221號引腳并聯(lián)接地。圖32 PL2303USB模塊引腳接線圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用ADC0804芯片。ADC0804是8位全MO中速A/D轉(zhuǎn)換器，它是逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器在片內(nèi)，可以直接和單片機(jī)接口。單通道輸入時轉(zhuǎn)換時間大約為100us。ADC0804轉(zhuǎn)換時序是：可進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換是當(dāng)CS＝0時。A/D開始轉(zhuǎn)換是在WR由低到高時，轉(zhuǎn)換一次一共需要66～73個時鐘周期。WR與CS同時有效時啟動A/D轉(zhuǎn)換，INTR信號在轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生（低電平有效），可中斷信號或者提供查詢。圖33 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊引腳接線圖 CAN總線模塊81號PD0引腳接（CAN1_RX），81號PD1引腳接（CAN1_TX），91號PB5引腳接（CAN2_RX），92號PB6引腳接（CAN2