磁致伸縮傳感器系統(tǒng)電路設(shè)計？
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
磁致彈性位移傳感器位移測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示。因為磁致彈性位移傳感器選用契合工業(yè)控制規(guī)范的4~20 mA電流環(huán)輸出的形式，故需要先把傳感器的輸出電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號,再收集出來進行A/D轉(zhuǎn)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(fù)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(shù)校對輸入電路、計算機處理電路、顯示電路、測量參數(shù)輸出電路等組成。
2、微處理電路
單片機選用ATMEL公司依據(jù)CMOS工藝的8位微處理器AT89C4051，與MCS-51產(chǎn)品系列的指令所有兼容,片內(nèi)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(tǒng)的規(guī)劃。別的, AT89C4051價格便宜，性價比較高。
3、信號整形電路
選用依據(jù)抽取被測信號特征量的滑動數(shù)字濾波算法。如下圖所示,便是磁環(huán)在中止?fàn)顟B(tài)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(wěn)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(xù)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(jié)構(gòu)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(tǒng)硬件實現(xiàn)數(shù)字化處理的中心部分，它的主頻作業(yè)在11.0592 MHz，包含有一個外圍復(fù)位電路。主要用于完結(jié)控制A/D轉(zhuǎn)化、信號處理、向主機和LCD以串行方式發(fā)送數(shù)據(jù)等幾個方面的功用。用單片機的P3口作為A/D轉(zhuǎn)化及通訊的控制線。在讀取A/D轉(zhuǎn)化值時，直接用PI口分兩次讀入12位A/D轉(zhuǎn)化值。
4、參數(shù)輸入糾正電路
糾正電路是由MAX25C045、鍵盤和選擇開關(guān)組成,功用是對磁致彈性位移傳感器的零位、滿量程進行調(diào)整,并對波導(dǎo)電流脈沖傳遞速度設(shè)定和參數(shù)存儲。
5、測量參數(shù)輸出電路
數(shù)據(jù)輸出包含12bit 高速D/A轉(zhuǎn)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(shù)據(jù);二進制數(shù)據(jù)輸出包含485接口芯片MAX 1428輸出二進制測量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳遞距離可達(dá)1000m以上。
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