【正文】 344 的引腳排列如圖 2所示，各引腳說明如下： CH0～ CH7：模擬輸入通道的輸入端， 8個(gè)單端模擬輸入通道可合用為雙端差分輸入，所有通道的輸入范圍從 0V 到 +VREF，未用的輸入通道應(yīng)接 GND 以避免噪聲輸入。該芯片適合應(yīng)用在電池供電系統(tǒng) (如個(gè)人數(shù)字助 理、移動(dòng)通信 )和測試裝置中。參考電壓 VREF 的范圍從 500mV 到 VCC，相應(yīng)的每個(gè)模擬通道的輸入從 0V 到 VREF。 、 ADS8344 的主要特點(diǎn) 、 ADS8344 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ADS8344 是一個(gè)高速、低功耗、 16 位逐次逼近型 ADC，采用 至 5V單電源供電，最大采樣速率為 100kHz，信噪比達(dá) 84dB?帶有串行接口，它包含 8個(gè)單端模擬輸入通道 (CH0～ CH7)?也可合成為 4個(gè)差分輸入。 A/D 轉(zhuǎn)換部分主要是在 DSP主控芯片的控制下實(shí)時(shí)將模擬信號變換成數(shù)字信號。比如： Rogowski 線圈感應(yīng)的電動(dòng)勢需經(jīng)一積分器變換成 西安工業(yè)大學(xué)工程測試課程設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 24 頁 與一次電流同 相位成正比的電壓信號 。 、電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要由信號預(yù)處理、 A/D 轉(zhuǎn)換、 DSP主控和 E/O 轉(zhuǎn)換四部分組成。 ADS8344 是 TI公司生產(chǎn)的 8通道、 16位、高精度、低功耗 A/D轉(zhuǎn)換芯片。再加上光纖通信技術(shù)和傳感技術(shù)的日趨成熟完善，使得研制新型的電力互感器成為可能。 西安工業(yè)大學(xué)工程測試課程設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 24 頁 運(yùn)算放大原理圖 設(shè)計(jì)放大電路圖 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇與設(shè)計(jì)電路 在我們所測控的信號中均是連續(xù)變化的物理量，通常需要用計(jì)算機(jī)對這些信號進(jìn)行處理，則需要將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， A/D 轉(zhuǎn)換器就是為了將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字量根據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理，常用的 A/D 轉(zhuǎn)換器分為 2種，雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式的 A\D轉(zhuǎn)換器。 西安工業(yè)大學(xué)工程測試課程設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 24 頁 原理電路 經(jīng)過對比參數(shù)，我們小組最終選擇了上海歐光的 HY0202（ 2DPSD）型的 PSD 有效光敏面 15 15mm 分辨率 1μ m 光譜響應(yīng)范圍 380～ 1100nm 響應(yīng)時(shí)間 s 工作溫度 10～ 60℃ 放大電路設(shè)計(jì) 根據(jù) PSD 電路原理圖本次采用運(yùn)用最簡單的運(yùn)算放大電路，采用兩次反相輸入將 PSD 中的電 流信號放大時(shí)從正向 反向 正向的變換。 P 型層 是均勻一體的電阻層，被電極收集到的光電流與 入射點(diǎn)和電極間距成反比。落在 PSD 上的入射光轉(zhuǎn)換成光電子后由 P 型層上，兩端電極探測并形成光電流。另外，位置信號與落在探測器上的光斑形狀無關(guān)。 PSD 由 P 襯底、 PIN 光電二極管及表面電阻組成。結(jié)構(gòu)如圖 101 西安工業(yè)大學(xué)工程測試課程設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 24 頁 圖 101 （ 2）考慮到差動(dòng)變壓器式傳感器電路較復(fù)雜 ，故而將 Z 方向位移的測量也換為 PSD，結(jié)構(gòu)如圖 102： 圖 102 附圖：機(jī)械本體設(shè)計(jì)的三視圖 西安工業(yè)大學(xué)工程測試課程設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 24 頁 第三章 電路設(shè)計(jì) 在前面的設(shè)計(jì)中已經(jīng)介紹了電路部分的總體設(shè)計(jì)放大電路， AD 轉(zhuǎn)換器，STM32F103 微控制器， RS485 接口及與其對應(yīng)的接口電路。 （ 4） 由于滑槽開在外圍壁上，故而當(dāng)外壁受損或發(fā)生變形時(shí)將會(huì)影響傳感器精度，因此使用傳感器時(shí)應(yīng)注意安裝位置，避免其受到擠壓，沖擊，震動(dòng)等影響。 （ 2）在 Z 軸方向測量部件周圍盡量少使 用金屬部件。 復(fù)位時(shí)可能發(fā)生復(fù)位誤差較大的情況，主要由于傳感器使用時(shí)間過長，復(fù)位彈簧失去彈性，也有可能是有雜物進(jìn)入復(fù)位裝置。需清理灰塵或清除雜物。 安裝滑塊時(shí)需先 將導(dǎo)軌裝上，并使其從滑槽一端的開口處伸出適當(dāng)距離，然后裝上滑塊，再將導(dǎo)軌安裝到預(yù)定位置，拆卸時(shí)同理。 耐磨壽命 : 100X106 次 25X106 米 無噪音輸出工程導(dǎo)軌 線性精度誤差 : % 重復(fù)性誤差 : 最大移動(dòng)速度 : 10m/s 沖擊系數(shù) : IEC 68229:1968 50g 振動(dòng)系數(shù) : IEC 6826:1982 20g 最大容許電壓 : DC60V/5KΩ～ 20KΩ DC36V/2KΩ～ 4KΩ 西安工業(yè)大學(xué)工程測試課程設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 24 頁 DC24V/1KΩ 溫漂系數(shù) : ℃ 解析度 : 無斷解析 拉桿（含兩端絞接型）或滑塊型 ,通用型或微型 . 表面電泳防靜電和輻射 高耐磨工程滑環(huán)和密封 全部為抗寒、耐高溫抗老化型 : 60℃ ～ +150℃ 全部采用高防護(hù)等級 : 拉桿式 IP67 滑塊式 IP5 安裝維護(hù) 位移傳感器在正常工作時(shí)不需要什么維護(hù)工作，只需定期清除表面塵土，及給導(dǎo)軌和滑槽添加少量潤滑油。 設(shè)計(jì)參數(shù) 本傳感器最大測量范圍在 X， Y， Z 方向分別為 15mm*15mm*15mm。如果以適當(dāng)?shù)姆椒y量 u，就可以得到與 x 成比例的線性讀數(shù)。 （ 2）測量 Z 方向位移的由一差動(dòng)變壓器式位移傳感器來實(shí)現(xiàn)，差動(dòng)變壓器主要是由一個(gè)線框和一個(gè)鐵芯組成 ,框上繞有一組初級線圈作為輸入線圈 (或稱一次線圈 ),在同一線框上另繞兩組次級線圈作為輸出線圈 (或稱 二次線圈 ),并在線框中央圓柱孔中放入鐵芯 ,當(dāng)初級線圈加以適當(dāng)頻率的電壓激勵(lì)時(shí) ,根據(jù)變壓器作用原理 ,在兩個(gè)次級線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢 ,當(dāng)鐵芯向右或向左移動(dòng)時(shí) ,在兩個(gè)次級線圈內(nèi)所感應(yīng)的電勢一個(gè)增加一個(gè)減少。故而初 選結(jié)構(gòu)為 PSD 固定，激光發(fā)生器固定在一個(gè)二維導(dǎo)軌上，與測頭同步移動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)三維位移的測量。 原理方案設(shè)計(jì) ： 本次課程 設(shè)計(jì)的主題是三維位移傳感器，要求此傳感器能夠測量 X,Y,Z 三機(jī)