傳感器原理及工程應(yīng)用設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-05 13:09本頁(yè)面
【正文】 處理電路 該電路主要由光電隔離、整形和鎖相倍頻組成 ,如圖 3— 1 所示。它將光電接近開關(guān)檢測(cè)到的主軸 ( 工件 ) 轉(zhuǎn)速信號(hào)變換為方波送單片機(jī) , 用于測(cè)量轉(zhuǎn)速 ( 即振動(dòng)信號(hào)周期 ) , 并將其 128 倍頻后作為跟蹤濾器的外部時(shí)鐘。 3. 4 8098 單片機(jī)系統(tǒng) 8098 單片機(jī)系統(tǒng)除 8098 芯片外 , 還需擴(kuò)展 EPROM、 RAM、 EEROM、鍵盤和顯示器。 EPROM用于存放測(cè)量程序 , RAM 用于暫存數(shù)據(jù) , EEROM用于保存定標(biāo)參數(shù) , 鍵盤用于定標(biāo)、檢查時(shí)輸入?yún)?shù) , 顯示器分為數(shù)碼顯示器和指示燈二部分 , 前者用于顯示不平衡量 , 后者用于顯示工作狀態(tài)。 4 軟件設(shè)計(jì) 以單片機(jī)為核心的動(dòng)平衡測(cè)量系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是用軟件實(shí)現(xiàn)了常規(guī)動(dòng)平衡儀中用硬件實(shí)現(xiàn)的許多功能。軟件主要完成轉(zhuǎn)速測(cè)量、振動(dòng)信 號(hào)測(cè)量、不平衡量計(jì)算與顯示、定標(biāo)、補(bǔ)償?shù)裙ぷ?。工作流程如圖 4— 1 所示。 16 4. 1 轉(zhuǎn)速與振動(dòng)信號(hào)相位測(cè)量 轉(zhuǎn)速信號(hào)由 HSI. 0 端輸入 , 振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)零檢測(cè)變換為方波后由 HSI. 1 端輸入 , 測(cè)量的實(shí)現(xiàn)方法如下 : 1) 設(shè)置 HSI. 0、 HSI. 1 為正脈沖觸發(fā)事件。 2) HSI. 0 中斷處理時(shí) , 記下 HSI. 0 相鄰兩次中斷時(shí)刻的 HSI 時(shí)間寄存器讀出值 CN 1 和 CN 2, 以及定時(shí)器 1 的溢出中斷次數(shù) IN 1。 3) HSI. 1 中斷處理時(shí) , 記下此時(shí)的 HSI 時(shí)間寄存器讀出值 CN 3, 以及相鄰上次 HSI. 0 中斷以來(lái)定時(shí)器 1 的溢出中斷次數(shù) IN 2。在 8098 中 , HSI 時(shí)間寄存器的值取自內(nèi)部定時(shí)器 1。定時(shí)器 1 為 16 位計(jì)數(shù)器 , 每 24 個(gè)晶振脈沖計(jì)數(shù)加 1, 自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù) [ 3] 。 HSI. 0 相鄰兩次中斷之間及 HSI. 0 中斷與隨后的 HSI. 1 中斷之間 , 定時(shí)器 1都有可能產(chǎn)生溢出。 IN I N 2 的獲取方法如下 : 在 HSI. 0 中斷處理時(shí) , 將 IN 2 清 0, 讀取 IN 1 后 , 再將 IN 1 清 0, 在定時(shí)器 1 溢出中斷處理時(shí) , 分別將 IN I N 2 加 1。根據(jù) CN CN CN I N I N 2, 可按 17 下式計(jì)算出轉(zhuǎn)速 n 和相位 Φ : m i n)/()1265536*1( 10*60 6 rtpCNCNINn ??? πΦ 2*1265536*1 1365536*2 CNCNIN CNCNIN ?? ??? （ rad） 式中 , tp 為定時(shí)器 1 一個(gè)計(jì)數(shù)單位 對(duì)應(yīng)的時(shí)間 ( s) 。若采用 12MHz 晶振 , 則 tp = 2 s。 4. 2 振動(dòng)信號(hào)的幅值測(cè)量 8098 片內(nèi)包含一個(gè) 4 通道模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、采樣保持器和 10 位 A/ D 轉(zhuǎn)換器 , 振動(dòng)信號(hào)由 ACH4 ( P0. 4) 輸入到 8098 內(nèi)部進(jìn)行 A/ D 轉(zhuǎn)換。 HSI. 1 的一次中斷即標(biāo)識(shí)上一個(gè)振動(dòng)信號(hào)周期的結(jié)束和下一個(gè)振動(dòng)信號(hào)周期的開始 , 通過(guò)設(shè)置軟件標(biāo)志就可在 A/ D 轉(zhuǎn)換時(shí)識(shí)別振動(dòng)信號(hào)的起止點(diǎn)。連續(xù)測(cè)量一個(gè)周期的振動(dòng)信號(hào)輸入值 , 求得其最大值 , 即可測(cè)得振動(dòng)信號(hào)的幅值。 4. 3 定標(biāo) 根據(jù) 測(cè)得的動(dòng)載荷 LF? 、 RF? 按式 ( 1— 1) 可計(jì)算出動(dòng)不平衡量 LP? 、 RP? , 但必須先確定影響系數(shù) , 稱之為定標(biāo)。方法如下 : 先測(cè)得左右初始振動(dòng) LOF? 、 ROF? , 然后 , 只在左校正面試加重 LLP? , 測(cè)得左、右振動(dòng)分別為 LLF? 、 RLF? , 則 LLP? 引起的振動(dòng)量為 △ LLF? = LLF? LOF? △ RLF? = RLF? ROF? 由于轉(zhuǎn)子 — 支承系統(tǒng)可近似看作一個(gè)線性系統(tǒng) , 將 LF? = △ LLF? 、 RF? = △RLF? 、 LP? = LLP? 、 RP? = 0 代入式 ( 1— 1) 中得 : △ LLF? = LLa? LLP? △ RLF? = RLa? LLP? 由此即可求得 LLa? 、 RLa? 。類似地 , 只在右校正面試加重 RRP? , 即可求出 LLa? 、 RLa? 。定標(biāo)完成后 , 將影響系數(shù)及其類別號(hào)送 EEROM 保存。改變平衡轉(zhuǎn)子 類別時(shí) , 若該類轉(zhuǎn)子曾經(jīng)作過(guò)定標(biāo) , 則只 通過(guò)鍵盤選擇該類別號(hào) , 無(wú)需重新定標(biāo)。為了提高測(cè)量精度 , 軟件還 必須完成“標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子”補(bǔ)償、幅頻特性補(bǔ)償、數(shù)字濾波等。
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