智能仪器课程设计.doc

  1. 1、本文档共19页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
智能仪器课程设计智能仪器课程设计

目录 1.硬件系统设计……………………………………………………… 2 1.1 电感传感器设计…………………………………………………… 2 1.2 转换电路设计……………………………………………………… 3 1.3 正弦激励电路设计………………………………………………… 3 1.4 相敏检波电路设计………………………………………………… 4 1.5 低通滤波器设计…………………………………………………… 4 1.6 单片机设计………………………………………………………… 5 1.7 程控放大电路设计………………………………………………… 7 1.8 数模转换电路设计………………………………………………… 8 1.9 LCD 显示电路设计………………………………………………… 9 2.软件系统设计……………………………………………………… 10 2.1 系统设计流程图 ………………………………………………… 10 2.2 AD574全12位转换子程序……………………………………… 11 2.3 AT89C51与AD转换器连接程序………………………………… 15 2.4 LCD1602源程序…………………………………………………… 16 3.改进意见……………………………………………………………… 17 4.心得体会……………………………………………………………… 17 5.参考文献……………………………………………………………… 18 1. 硬件系统设计 1.1 电感传感器设计 图1-1 轴向式电感传感器结构图 电感器的选择: 电感传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置,可以用来测量位移、振动、压力、流量、重量、力矩、应变等各种物理量。 电感传感器的核心部分是可变自感或可变互感,在被测量转换成线圈自感或互感的变化时,一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象,这类传感器的主要特征是具有线圈绕组。 电感传感器具有以下优点:结构简单可靠,输出功率大,抗干扰能力强,对工作环境要求不高,分辨力较高,示值误差一般为示值范围的0.1%-0.5%,稳定性好。它的缺点是频率响应低,不宜用于快速动态测量。一般来说,电感式传感器的分辨力和示值误差与示值范围有关。示值范围大时,分辨力与示值精度将相应降低。 传感器测头检测到被测物体的位移,通过测杆带动衔铁产生移动,从而使线圈的自感或互感系数发生变化。自感或互感信号再通过引线介入测量电路进行测量。电感传感器本身是互感系数可变的变压器,当一次测线圈接入激励电源后,二次线圈就将感应产生的电压输出。互感变化时,输出电压将作相应的变化。 设计要求测量范围±1mm/±0.1mm,综合测量误差小于1μm/0.1μm。所以采用传感器DGC-8ZG/D,该传感器的测量范围为±1.1mm,总行程3mm,线性误差±0.5%,重复性误差0.03μm,测力0.45-0.65N,为基本型。 电感量变化的表达式为 式(1) 式(1)中: h , R , r , u0 均为与线圈和磁芯几何、物理参数有关的常数; t0 为磁芯在线圈内初始伸入深度; L0 为初始电感量。由式可(1)见,线圈电感量的变化ΔL 正比于测杆位移量的变化量Δt ,也就正比于被测部件位置的变化量。 1.2 转换电路设计 图1-2 转换电路 为了对传感器给出的电感信号进行放大、处理和显示,需将电感量的变化ΔL 转换为电压信号。该测量仪采用交流测量电桥完成这一任务,其原理如图所示。电桥的两臂Z1 和Z2 为电感传感器中两个线圈的阻抗(线圈电感L 与电阻r 的等效阻抗) ,另外两臂为电源变压器次级线圈的两半绕组(每半绕组的电势为u) 。当电感传感器的铁芯处于中间位置时,两线圈的阻抗相等,即Z1=Z2 ,则Usc=0 ,电桥处于平衡状态,无输出电压。当测杆上升时, 上线圈阻抗增加, 即Z1=Z+ΔZ ,下线圈阻抗减少,即Z2=Z-ΔZ ,则有Usc=(ΔZ/Z)u,当测杆下降同样位移时,上述变化相反,有Usc=-(ΔZ/Z)u。 正弦激励电路的设计 图1-3 100KHz正弦振荡电路 传感器精度要求激励源必须非常的稳定,不能随负载和温度变化。因此采用有源晶振提供稳定的激励信号,设计电压反馈稳幅环节保持激励信号的幅值稳定。100KHz正弦激励,降低电极阻抗,高检测电路频响和提高精度。晶振X1输出100KHz方波信号,解成傅里叶级数为: 1.4 相敏检波电路设计 图1-4 相敏检波电路 电路如图所示。VD1、VD2、VD3、VD4 为四个性能相同的二极管, 以同一方向串联成一个闭合回路, 形成环形电桥。 输入信号u2(差动变压器式传感器输出的调幅波电压)通过变压器T1

文档评论(0)

enxyuio + 关注
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档