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摘 要:在生產(chǎn)實際和科學(xué)研究中,都需要進(jìn)行一些快速的、精度較高的位移測量,為了滿足測量的需求,本設(shè)計提出了高精度電子式微位移測量儀. 可用于位移測量的傳感器的種類有很多,其中用于直線位移測量的有電阻式,電容式,振弦式,編碼式等,但這些傳感器在實際應(yīng)用中或多或少都存在著一些問題,而電感式傳感器有結(jié)構(gòu)簡單可靠,輸出功率大,抗干擾好,對環(huán)境要求不高,分辨率較高,示值誤差小,價格低廉等特點,因此我們選用電感傳感器. 本文設(shè)計的電感微位移傳感器建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上,利用線圈的自感或互感系數(shù)的改變來實現(xiàn)非電量(主要是位移)測量的低成本、高精度測量儀.采用單片機(jī)系統(tǒng)控制整個電路的信號處理,通過鍵設(shè)置誤差的范圍,當(dāng)零件的直徑誤差超出設(shè)置誤差的范圍時系統(tǒng)應(yīng)有提示信息,并通過顯示屏或其他方式發(fā)出提醒. 電感測微儀是一種分辨率極高、工作可靠、使用壽命很長的測量儀,應(yīng)用于微位移測量已有比較長的歷史.國外生產(chǎn)的電感測微儀產(chǎn)品比較成熟,精度高、性能穩(wěn)定,但價格昂貴.國內(nèi)生產(chǎn)的電感測微儀存在漂移大、工作可靠性不高、高精度量程范圍小等問題,一直與國外的傳感器水平保持一定的差距.在超精密加工技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,這種測量精度越來越顯得不適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展的需求.該文針對這些問題,對電感傳感器測量電路進(jìn)行了一定的設(shè)計和改進(jìn).對電感測微儀的正弦波生成電路、交流放大電路、帶通濾波電路、相敏檢波電路等進(jìn)行了分析和相應(yīng)的設(shè)計.考慮到電感交流電橋負(fù)載的影響,結(jié)合運算放大器的信號放大功能與三極管高負(fù)載能力,設(shè)計了負(fù)載能力高的正弦激勵信號來驅(qū)動交流電橋. 其次,在分析了基于交流電橋的電感傳感器輸出信號實質(zhì)的基礎(chǔ)上,針對目前相敏檢波電路的不足,采用有源全絕對值電路檢波的方法.在分析了現(xiàn)有絕對值電路的基礎(chǔ)上,提出了一種基于單運放的絕對值電路設(shè)計方法,詳細(xì)論述了其原理、優(yōu)點及設(shè)計參數(shù)等,并把它應(yīng)用在相敏檢波上. 關(guān)鍵詞:電感式傳感器;正弦波發(fā)生器;零點殘余電壓
目錄 摘要 abstract 第1章 緒論-1 1.1課題背景-1 1.2 電子式微位移測量儀的研究現(xiàn)狀-1 1.3 研究的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題-2 第2章 電子式微位移測量儀的理論基礎(chǔ)-3 第3章 電子式微位移測量儀電路設(shè)計-7 3.1時鐘信號產(chǎn)生電路的設(shè)計-7 3.2 正弦波發(fā)生電路的設(shè)計-7 3.3脈沖信號發(fā)生電路-9 3.4交流放大與解調(diào)電路-10 3.5濾波電路-11 3.6直流放大與分檔-11 3.7模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的介紹-12 3.8單片機(jī)的選用與功能介紹-13 3.9液晶顯示模塊-15 3.11 鍵盤模塊-22 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計-23 4.1 軟件設(shè)計原理-23 4.2 程序設(shè)計-23 4.2.1主程序設(shè)計-23 4.2.2 存儲模塊子程序設(shè)計-24 4.2.3 RS232串行口的程序設(shè)置-24 4.2.4 液晶驅(qū)動程序-25 4.2.5延時程序-26 第5章 總結(jié)和展望-27 5.1 結(jié)論-27 5.2 不足和未來發(fā)展-27 參考文獻(xiàn)-28 致謝-29 |