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《位移測量裝置的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、位移測量裝置的設(shè)計(jì)摘要：微小位移量的精確測量是測控工程技術(shù)中的i個(gè)重要課題。本文介紹了某于線性可變差動(dòng)變壓器的位移測量系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要硬件設(shè)計(jì)和軟件流程，以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。硬件設(shè)計(jì)采用的直接頻率合成芯片AD9851.電流負(fù)反饋高速運(yùn)放AD81K高精度申行AD轉(zhuǎn)換芯片ADS7886.直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片MC33887等高性能芯片較好地滿足了低功耗、高精度、實(shí)時(shí)測控的設(shè)計(jì)要求；軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化編程思想，便于系統(tǒng)升級(jí)。關(guān)鍵詞：DDS信號(hào)位移測量差動(dòng)變壓器單片機(jī)運(yùn)算放大器DesignofDisplacementMeasuringSystemAbstract：Accur
2、atemeasurementofsmalldisplacementinmeasurementandcontrol-technologyisanimportantissue.Adifferentialtransformerdisplacementmeasuringsystembasedonlinearvariabledifferentialtransformerisdesigned?Thesystemstructure,mainhardwaredesign,softwareprocessesandcriticalparameterconfigurationarepres
3、ented.SomehighperformanceASICchipsusedinthehardwaredesign,suchasdirectfrequencysynthesizerchipAD9851,high-speedcurrentfeedbackamplifierAD811,precisionserialADconverterchipADS7886,DCmotordrivechipMC33887,whichissatisfiedwiththedesigndemandsforthelowpower,highprecisionandrealtimemonitorin
4、gcontrol.Softwaredesignfollowsthemodulardesignprinciple,andeasytoupgrade?Keywords：DDS,displacementmeasuring,differentialtransformer,MCU,amplifier1引言隨著生產(chǎn)加工方式的變革、檢測指標(biāo)要求的提高，需要用非接觸式測量方法取代傳統(tǒng)的接觸式測量。當(dāng)前位移測量技術(shù)主要有以下幾種：有機(jī)械的浮子方法，利用電阻、電感、電容的非電量電測量方法；有光學(xué)或激光測量方法；有利用放射性或射流技術(shù)的測量方法等。數(shù)字處理器處理能力的增強(qiáng)尤其是各式傳感器的
5、更新?lián)Q代，使各種非接觸式測量裝置的設(shè)計(jì)趨于智能化。本文設(shè)計(jì)了一種基于線性可變差動(dòng)變壓器的位移測量裝置，有著設(shè)計(jì)成本低、位移線性度好、功耗低等有點(diǎn)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1位移計(jì)算方法如圖1(a)所示，初級(jí)繞組為M，次級(jí)繞組為N2.i和N2.2,初級(jí)線圈接入適當(dāng)?shù)蘑群?，由于互感作用在兩個(gè)次級(jí)線圈上產(chǎn)生的磁感應(yīng)電動(dòng)勢為式(1)中，S為初級(jí)線圈激勵(lì)電壓相量，M
6、和M2為次級(jí)線圈1和2的互感，門為初級(jí)線圈的有效電阻，Li為初級(jí)線圈的電感。如果把兩個(gè)次級(jí)線圈的同名端相連，則傳感器的輸出電壓為(b)圖1差動(dòng)變壓式傳感器原理（a）差動(dòng)變壓式傳感器原理圖（b）數(shù)據(jù)提取圖在
7、一定范圍內(nèi)，當(dāng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，迪就隨鐵芯位移X成V字型特性。在初級(jí)繞組L】上加100K等幅正弦電壓，則在次級(jí)繞組L2和L3均感應(yīng)出電壓，假若忽略有限長線圈內(nèi)磁場強(qiáng)度的不均勻分布，且只計(jì)算有介質(zhì)部分產(chǎn)生的磁場，不考慮磁棒運(yùn)動(dòng)過程中線圈內(nèi)空氣中磁場引起的變化，則L2、L3上感應(yīng)的電壓（匕、Vfi）分別為匕二k*(X。+Ar),Vr二k*(X。-Ar)(3)以上k為一恒定系數(shù)，X。為磁棒的一半長度，心為磁棒運(yùn)動(dòng)位移。則〃=（匕_匕）/（匕+匕）=（2壯*心）/（2壯*乂0）=心/乂0（4）(5)所以2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)位移測量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，特定頻率的?正弦信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器進(jìn)
8、行差分輸出，驅(qū)動(dòng)線性可變差動(dòng)變壓器的原邊。差動(dòng)變壓器兩副邊感應(yīng)出正弦電壓信號(hào)，分別經(jīng)過放大、精密整流、濾波得到穩(wěn)定的直流電壓。對(duì)此兩路直流電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，對(duì)所獲數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算位移量，結(jié)果通過人機(jī)交互界面得到顯示。此外，控制部分對(duì)來自鍵盤的輸入位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁棒移動(dòng)，控制磁棒到達(dá)指定的位移處，實(shí)現(xiàn)位移設(shè)定功能。正宿產(chǎn)電放大線性可變輕動(dòng)變圧器電機(jī)換圖2差動(dòng)變壓式位移測戢裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3主要硬件設(shè)計(jì)3.1正弦激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路如圖3所示，AD9851是美國ANALOGDEVICES公司采用先進(jìn)DDS（DirectDigitalS
