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磁致伸縮傳感器系統電路設計?

2023-06-20 640

1、系統結構

磁致彈性位移傳感器位移測量系統的硬件結構如圖4所示。因為磁致彈性位移傳感器選用契合工業控制規范的4~20 mA電流環輸出的形式,故需要先把傳感器的輸出電流信號轉化為電壓信號,再收集出來進行A/D轉化,然后輸出給單片機進行信號處理以及通訊處理,終將抱負的傳感器信號以二進制方式傳送給液晶示屏和PC機叫。傳感器的電路是由敏感元件頭、接納電路、信號整形電路、參數校對輸入電路、計算機處理電路、顯示電路、測量參數輸出電路等組成。

2、微處理電路

單片機選用ATMEL公司依據CMOS工藝的8位微處理器AT89C4051,與MCS-51產品系列的指令所有兼容,片內含有4kb的Flash EPROM,它杰出的特點是芯片體積小,只有20個引腳,特別適合于小型化系統的規劃。別的, AT89C4051價格便宜,性價比較高。

3、信號整形電路

選用依據抽取被測信號特征量的滑動數字濾波算法。如下圖所示,便是磁環在中止狀態下,磁致彈性位移傳感器輸出的模擬信號波形。能夠看出,在測量安穩值上疊加有一個頻率較高的攪擾信號存在,其峰值約為25mV,周期為440μs。假如直接將單次測量值采樣傳送給控制器,在高精度的測量場合下,隨機得到非正常測量值的幾率是比較高的,差錯為12個LSB。因而,是對某一位移量進行連續的多次測量,得到一組N個測量值,并使這組測量值包含一個攪擾周期,便從中獲得一個能夠代表正確值的測量值。信號整形電路的結構包含測量運算擴展器、光電耦合器;功用是對測量擴展信號整形后送計算機。89C4051是系統硬件實現數字化處理的中心部分,它的主頻作業在11.0592 MHz,包含有一個外圍復位電路。主要用于完結控制A/D轉化、信號處理、向主機和LCD以串行方式發送數據等幾個方面的功用。用單片機的P3口作為A/D轉化及通訊的控制線。在讀取A/D轉化值時,直接用PI口分兩次讀入12位A/D轉化值。

磁致伸縮位移傳感器

4、參數輸入糾正電路

糾正電路是由MAX25C045、鍵盤和選擇開關組成,功用是對磁致彈性位移傳感器的零位、滿量程進行調整,并對波導電流脈沖傳遞速度設定和參數存儲。

5、測量參數輸出電路

數據輸出包含12bit 高速D/A轉化芯片MAX5302及運算擴展器輸出0~5V ,0~10V ,0~10 mA,4~20 mA的測量數據;二進制數據輸出包含485接口芯片MAX 1428輸出二進制測量數據,數據傳遞距離可達1000m以上。

文章源自:磁致伸縮位移傳感器   http://www.amalduaforlove.com


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