位移测量装置报告
电涡流传感器位移实验报告总结

电涡流传感器位移实验报告总结
电涡流传感器是一种非接触式测量仪器,可以用于测量金属表面的位移、振动和形状等参数。
本次实验旨在通过使用电涡流传感器来测量铝合金试样不同位置处的位移,并分析其测量结果。
实验步骤如下:首先将铝合金试样放置在试验台上,然后将电涡流传感器放置在试样表面,通过旋钮调节传感器与试样之间的距离,并选择合适的频率进行测量。
在测量过程中,需要将试样固定在试验台上,避免试样在测量过程中移动。
经过多次实验,我们得到了不同位置处的位移数据,并进行了分析。
实验结果表明,铝合金试样的位移与传感器与试样的距离、频率以及试样表面的形状等因素密切相关。
当传感器与试样的距离较小时,测量结果较为准确;而当频率较高时,测量结果的精度也会得到提高。
此外,试样表面的形状和光洁度也会对测量结果产生影响,因此在测量过程中需要注意保持试样表面的平整和清洁。
通过本次实验,我们不仅掌握了电涡流传感器的测量原理和使用方法,还深入了解了电涡流传感器在位移测量方面的应用。
同时,我们也发现了实验中存在的一些问题,例如在调节传感器与试样之间的距离时需要非常仔细,否则会影响测量结果的准确性。
因此,在使用电涡流传感器进行位移测量时,需要认真对待每一个细节,以确保测量结果的准确性和可靠性。
本次实验为我们提供了一次宝贵的机会,让我们更深入地了解了电涡流传感器的应用和工作原理,同时也让我们体验到了科学实验的乐趣和挑战。
我们相信,在今后的学习和工作中,这一经验将对我们产生重要的启示和帮助。
位移传感器实验报告

位移传感器实验报告位移传感器实验报告引言:位移传感器是一种能够测量物体位移的装置。
它在工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过对位移传感器的实验研究,探索其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验的目的是研究位移传感器的工作原理和性能特点,了解其在实际应用中的优缺点,为后续的工程设计和应用提供参考。
二、实验装置和方法实验所用的位移传感器是一种电容式位移传感器,其工作原理是通过测量电容的变化来实现对位移的测量。
实验装置包括位移传感器、信号调理电路、数据采集系统等。
在实验过程中,首先将位移传感器固定在待测物体上,然后通过调整传感器的位置和角度,使其与被测物体保持良好的接触。
接下来,将信号调理电路与传感器连接,并将其输出与数据采集系统相连。
最后,通过改变被测物体的位移,观察位移传感器的输出信号变化,并记录相应的数据。
三、实验结果与分析在实验过程中,我们通过改变被测物体的位移,观察位移传感器的输出信号变化,并记录了相应的数据。
实验结果显示,位移传感器的输出信号随着被测物体位移的增加而线性增加,且具有较高的精度和稳定性。
进一步分析发现,位移传感器的灵敏度与传感器的工作原理和结构有关。
电容式位移传感器通过测量电容的变化来实现对位移的测量,其灵敏度受到电容变化量的影响。
因此,在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择合适的位移传感器,以确保测量结果的准确性和可靠性。
此外,位移传感器还具有一定的温度特性。
在实验过程中,我们发现位移传感器的输出信号受到环境温度的影响。
当环境温度发生变化时,位移传感器的输出信号也会发生相应的变化。
因此,在实际应用中,我们需要对位移传感器进行温度补偿,以提高测量的精度和稳定性。
四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了位移传感器的工作原理和性能特点。
位移传感器是一种能够测量物体位移的重要装置,在工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域有着广泛的应用。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择合适的位移传感器,并进行相应的温度补偿,以确保测量结果的准确性和可靠性。
位移监测实训报告

一、实训背景与目的随着我国基础设施建设的快速发展,对工程质量的要求越来越高。
位移监测作为工程质量控制的重要手段,对于确保工程安全、稳定具有重要意义。
本次实训旨在通过实际操作,加深对位移监测原理、方法、设备应用的理解,提高实践操作能力,为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
二、实训内容与过程1. 实训内容本次实训主要内容包括:(1)位移监测基本原理及方法(2)位移监测仪器设备的使用与维护(3)位移监测现场操作流程(4)位移监测数据处理与分析2. 实训过程(1)理论学习首先,我们学习了位移监测的基本原理和方法,了解了位移监测在工程质量控制中的重要性。
通过学习,我们对位移监测有了初步的认识,为后续实践操作奠定了理论基础。
(2)仪器设备操作在实训过程中,我们学习了位移监测仪器的使用与维护。
主要包括全站仪、水准仪、测斜仪等设备的操作方法。
通过实际操作,我们掌握了仪器的操作技巧,为后续的现场监测工作做好了准备。
(3)现场操作在导师的指导下,我们进行了现场操作实训。
实训内容包括:① 根据设计要求,确定监测点位置;② 布设监测基准网,埋设监测点;③ 使用全站仪、水准仪等设备进行现场测量;④ 对测量数据进行整理、分析。
(4)数据处理与分析在实训过程中,我们对监测数据进行整理、分析,掌握了数据处理方法。
通过分析,我们了解了位移监测数据的变化规律,为工程质量控制提供了依据。
三、实训成果与体会1. 实训成果通过本次实训,我们取得了以下成果:(1)掌握了位移监测的基本原理和方法;(2)熟悉了位移监测仪器的使用与维护;(3)掌握了现场操作流程及数据处理方法;(4)提高了实践操作能力,为今后从事相关领域工作打下了坚实基础。
2. 实训体会(1)理论联系实际的重要性:通过本次实训,我们深刻体会到理论联系实际的重要性。
只有在实践中不断摸索、总结,才能提高自己的实践能力。
(2)团队合作的重要性:在实训过程中,我们学会了与他人合作,共同完成任务。
位移测量及静态标定实验报告

位移测量及静态标定实验报告一、实验目的掌握常用的位移传感器的测量原理、特点及使用,并学会进行静态标定。
二、实验仪器CSY10B型传感器系统实验仪。
三、实验内容(一)电涡流传感器测位移实验1、测量原理:电涡流效应:扁平线圈中通以交变电流,与其平行的金属片中产生电涡流。
电涡流的大小影响线圈的阻抗Z。
Z = f(ρ,μ,ω,x)。
不同的金属材料有不同的ρ、μ,线圈接入相应的电路中,用铁、铝两种不同的金属材料片分别标定出测量电路的输出电压U与距离x的关系曲线。
2、测试系统组建电涡流线圈、电涡流变换器(包括振荡器、测量电路及低通滤波输出电路)、测微头、电压表、金属片(铁片和铝片)。
3、试验步骤①分别安装传感器、测微头;②连接电路;③依次用铁片、铝片进行位移测量,依次记录U(V) 铁片U(V) 铝片X/mmU(V) 铁片U(V) 铝片X/mmU(V) 铁片U(V) 铝片4、数据分析与讨论画出输入输出关系曲线,确定量程范围(在实验曲线上截取线性较好的区域作为传感器的位移量程),估算非线性误差,在测量范围内计算灵敏度,进行误差分析。
(二)光纤传感器测位移实验1、测量原理反射式光纤传感器属于结构型, 工作原理如图。
当发光二极管发射红外光线经光纤照射至反射体,被反射的光经接收光纤至光电元件。
经光电元件转换为电信号。
经相应的测量电路测出照射至光电元件的光强的变化。
2、组建测试系统光纤、光电元件、发光二级管、光电变换测量电路、数字电压表、反射体(片)、测微头。
3、实验步骤①观察光纤结构;②安装光纤探头、反射片;③连接电路;④旋动测微仪测位移,记录位移及测试系统的输出电压。
4、数据分析与讨论画出输入输出关系曲线,实验曲线上截取线性较好的区域作为传感器的位移量程,估算非线性误差,在测量范围内计算灵敏度,进行误差分析。
(三)电容式传感器测位移实验1、测量原理电容式传感器是将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量的。
本实验采用的电容式传感器为二组固定极片与一组动极片组成二个差动变化的变面积型平行极板电容式传感器。
霍尔位移传感实验报告

一、实验目的1. 理解霍尔位移传感器的工作原理。
2. 掌握霍尔位移传感器的安装和调试方法。
3. 分析霍尔位移传感器的性能特点。
4. 验证霍尔位移传感器的测量精度和稳定性。
二、实验原理霍尔位移传感器是基于霍尔效应原理设计的。
当电流通过半导体材料,并受到垂直于电流方向的磁场作用时,在半导体材料的两侧会产生电压,这个电压称为霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度和半导体材料的厚度有关。
霍尔位移传感器通常由一个线性霍尔元件、永久磁钢组和测量电路组成。
当传感器沿轴向移动时,由于磁场分布的变化,霍尔元件的输出电压也随之变化,从而实现位移的测量。
三、实验仪器与设备1. 霍尔位移传感器2. 永久磁钢组3. 信号调理电路4. 数据采集器5. 移动平台6. 精密尺四、实验步骤1. 将霍尔位移传感器安装在移动平台上,确保传感器轴线与移动平台轴线一致。
2. 将传感器连接到信号调理电路,并进行电路调试,确保信号输出稳定。
3. 使用数据采集器记录传感器在不同位移位置下的输出电压。
4. 将实验数据与理论计算结果进行对比分析。
5. 改变传感器轴线与磁场方向的夹角,观察霍尔电压的变化,分析传感器的性能特点。
五、实验数据与结果分析1. 实验数据记录表| 位移(mm) | 霍尔电压(mV) | 理论计算值(mV) ||------------|----------------|------------------|| 0 | 0 | 0 || 1 | 0.5 | 0.5 || 2 | 1.0 | 1.0 || 3 | 1.5 | 1.5 || 4 | 2.0 | 2.0 |2. 实验结果分析(1)实验数据与理论计算值基本一致,说明霍尔位移传感器的测量精度较高。
(2)当传感器轴线与磁场方向的夹角为90°时,霍尔电压最大;当夹角为0°时,霍尔电压最小。
这表明霍尔位移传感器的输出电压与传感器轴线与磁场方向的夹角有关。
垂直位移监测实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本实验旨在通过实地操作,掌握垂直位移监测的基本原理和方法,提高对地面沉降、建筑物变形等垂直位移现象的监测能力。
通过实验,验证垂直位移监测技术在实际工程中的应用效果,为相关工程提供数据支持。
二、实验原理垂直位移监测主要是通过测量物体或地表在垂直方向上的变化,来反映其稳定性。
本实验采用水准测量法,利用水准仪和水准尺进行测量,通过比较不同位置的高程差,计算出垂直位移。
三、实验器材1. 水准仪:用于测量垂直位移。
2. 水准尺:用于读取水准仪上的读数。
3. 三脚架:用于支撑水准仪。
4. 标桩:用于固定测量点。
5. 皮尺:用于测量距离。
6. 记录本:用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 准备阶段:(1)确定测量区域,布设测量点。
(2)将水准仪架设在三脚架上,调整水准仪至水平状态。
(3)将水准尺固定在测量点上,确保其垂直于地面。
2. 测量阶段:(1)读取水准仪上的读数,记录在记录本上。
(2)移动水准尺至下一个测量点,重复步骤(1)。
(3)测量所有测量点的高程差,记录在记录本上。
3. 数据处理阶段:(1)计算每个测量点的垂直位移。
(2)分析垂直位移数据,找出异常点。
(3)根据实验数据,绘制垂直位移曲线。
五、实验结果与分析1. 垂直位移数据:(1)测量点1的垂直位移为5mm。
(2)测量点2的垂直位移为8mm。
(3)测量点3的垂直位移为10mm。
2. 数据分析:(1)从实验数据可以看出,测量点1、2、3的垂直位移呈上升趋势,说明该区域存在沉降现象。
(2)分析异常点,发现测量点2的垂直位移较大,可能存在测量误差或异常情况。
六、实验结论1. 本实验通过水准测量法,成功实现了对垂直位移的监测。
2. 实验结果表明,该区域存在沉降现象,需要进一步调查和分析原因。
3. 水准测量法在实际工程中具有较高的应用价值,可为相关工程提供数据支持。
七、实验反思1. 实验过程中,应注意水准仪的稳定性,避免因仪器晃动导致测量误差。
位移检测实训报告

一、实训背景位移检测是工程测量学中的一个重要内容,通过对工程结构、设备或物体的位移进行监测,可以及时发现潜在的安全隐患,保障工程质量和人员安全。
本次实训旨在通过实际操作,掌握位移检测的基本原理、方法和技能,提高学生对工程测量的认识和实践能力。
二、实训目的1. 了解位移检测的基本原理和常用方法;2. 熟悉位移检测仪器的操作和使用;3. 培养学生独立进行位移检测的能力;4. 提高学生对工程测量实际问题的分析和解决能力。
三、实训内容1. 位移检测原理及方法(1)概述:位移检测是利用位移传感器、测量仪器等设备,对工程结构、设备或物体的位移进行实时监测和测量。
(2)常用方法:水准法、全站仪法、GPS法、倾斜仪法等。
2. 位移检测仪器操作(1)水准仪:了解水准仪的结构、原理和操作步骤,进行水准测量;(2)全站仪:熟悉全站仪的功能、操作方法,进行角度和距离测量;(3)GPS接收机:了解GPS接收机的原理和操作步骤,进行GPS定位测量。
3. 位移检测实训(1)选取实训场地:选择一个具有代表性的工程结构或设备,如桥梁、建筑物等;(2)布设监测点:根据实训要求,在工程结构或设备上布设监测点,确保监测点的合理分布;(3)数据采集:使用水准仪、全站仪、GPS接收机等仪器,对监测点进行位移检测,采集相关数据;(4)数据处理与分析:对采集到的数据进行整理、分析,得出位移检测结果,评估工程结构或设备的安全性。
四、实训过程及结果1. 实训过程(1)讲解位移检测原理及方法;(2)演示水准仪、全站仪、GPS接收机的操作方法;(3)学生分组进行实训,按照实训要求进行位移检测;(4)教师巡回指导,解答学生疑问。
2. 实训结果(1)学生掌握了位移检测的基本原理和常用方法;(2)学生熟悉了水准仪、全站仪、GPS接收机的操作;(3)学生独立完成了位移检测任务,采集到了有效的数据;(4)学生对工程测量实际问题的分析和解决能力得到了提高。
五、实训总结通过本次位移检测实训,学生了解了位移检测的基本原理和常用方法,熟悉了相关仪器的操作,提高了独立进行位移检测的能力。
位移测量实验报告

位移测量实验报告位移测量实验报告导言:位移测量是工程领域中非常重要的一项任务,它可以帮助我们了解物体的运动和变形情况,从而为工程设计和结构分析提供依据。
本实验旨在通过使用传感器和测量仪器,进行位移测量,并分析测量结果的准确性和可靠性。
实验目的:1. 掌握位移测量的基本原理和方法。
2. 熟悉传感器和测量仪器的使用。
3. 分析测量结果的准确性和可靠性。
实验装置和方法:实验中使用了一台位移传感器和一台数据采集仪。
首先,将位移传感器固定在待测物体上,然后将数据采集仪与传感器连接。
在实验过程中,通过对物体施加不同的力或振动,观察传感器的反应并记录数据。
最后,通过数据分析软件对测量结果进行处理和分析。
实验结果分析:通过实验,我们获得了一系列位移测量数据。
在数据分析过程中,我们发现有时候测量结果与预期值存在一定的偏差。
这可能是由于实验中存在的误差所导致的。
首先,我们需要考虑到传感器本身的精度和灵敏度。
传感器的精度决定了它能够测量到的最小位移量,而灵敏度则表示传感器对位移变化的响应程度。
如果传感器的精度或灵敏度较低,那么测量结果可能会有一定的误差。
其次,环境因素也会对位移测量结果产生影响。
温度、湿度等环境参数的变化都可能导致传感器的性能发生变化。
因此,在进行位移测量时,我们需要尽量控制环境参数的稳定,以减小误差的影响。
此外,实验中操作人员的技术水平和经验也是影响测量结果准确性的重要因素。
操作人员在安装传感器和进行数据采集时需要严格按照操作规程进行,以避免人为误差的产生。
针对上述误差来源,我们可以采取一些措施来提高位移测量的准确性和可靠性。
首先,选择合适精度和灵敏度的传感器,以满足实际测量需求。
其次,进行定期的校准和维护工作,确保传感器的性能处于最佳状态。
此外,加强操作人员的培训和技术指导,提高其操作水平和经验。
结论:通过本次实验,我们深入了解了位移测量的原理和方法,并通过实际操作获得了一系列测量数据。
在数据分析过程中,我们发现位移测量结果可能存在一定的误差,这主要是由于传感器精度、环境因素和操作人员技术水平等因素所导致的。
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位移测量装置指导教师:田裕康队员及年级:丁志涛 肖斌 许栋 (2005级)学校及院系:武汉科技学院 电子信息工程学院摘要摘要 本系统是利用差动变压器完成微小位移的测量,它以单片机C8051f020作为电机控制和数据处理的中心。
系统包括正弦信号激励源、差动变压器、信号测量与数据采集、位移控制等四个部分。
位移量通过LCD 显示,并实现了语言报数功能。
软件设计采用了PID 调节、平均值滤波修正等算法。
测试结果表明系统工作稳定,测控精度高,完全满足题目的要求。
AbstractThis system uses differential transformer to complete the small displacement measurement, which use the C8051f020 MCU to control the motor,also use it as the data processing center. The system includes incentives sine signal source, differential transformer, signal measurement and data acquisition, displacement control. The displacement is displayed by LCD as well as automatically reported by voice. Software design utilizes PID algorithm adjustment, and use the filter average to amend. Test results show that the system is stable and high-precision, which completely satisfy the requirements of the title.一、系统方案系统方案设计与论证设计与论证要实现满足题目要求的位移测量需要解决以下几个方面的问题:一是正弦信号激励源;二是差动变压器的设计;三是数据采集电路和电机的控制。
其中的关键是在差动变压器的设计上,其对称性、线性度将直接关系到位移测量的误差。
1.1.差动差动差动变压器原理变压器原理变压器原理图1.1 螺线管式差动变压器示意图当磁棒上下移动,差动变压器的电感量就会随之变化。
对于螺线管,其电感量为:,200µsl n L =,当插入磁棒后,电感量为:l s sl l l s l s n n n n L ∆−+=∆−+∆=2r020202r 0)1()(µµµµµµ 所以,电感量的变化量l k l s L n L L ∆=∆−=−=∆2r 00)1(µµ,即电感量的变化量L ∆与铁磁棒的位移l ∆成正比。
故有:0032030020,U U U L L L L L L U U L L L U U b a b a =+=+∆−=∆+= 解得,d k U U U U L L ba b a •=+−•=∆20, 即位移量l ∆与d 值成正比。
然而实际上由于线圈和铁磁棒不是理想的均匀和对称,二者间的不可能完全是线性关系。
为减小误差,需要在软件设计中采取查表运算,然后在小区间内做线性拟合,以达到更高的精确度。
2.激励激励电路电路电路激励源包括正弦信号发生器和差动放大器两个部分:差动放大部分:考虑到正弦信号经过变压器耦合之后的信号大小与加在变压器原边的输入信号的电流大小有关,要求运放的输出电流较大,而且信号是通过变压器直接耦合到变压器副边,所以这里应该采用差动放大器且该放大器输出电流较大。
T H S 4503是TI 公司的宽带、低失调全差动放大器,输出电流最小为100m A ,在放大倍数为5的时候其带宽可以达到60M H z。
因此T H S 4503既可以满足100KH z的不失真放大,又有足够的驱动能力驱动线圈。
正弦信号发生器:方案一:使用分立元件,如R C 桥式正弦波振荡器,LC 正弦波振荡器,晶体振荡器等。
R C、LC 振荡电路电阻、电容以及电感不易达到精准的匹配,而且受制作工艺的影响,精确度较难保证。
方案二:直接数字频率合成(DDS)。
利用DDS 专用芯片或是利用F P GA 合成DDS 的方法。
利用DDS 芯片或是F P GA 合成DDS 可以达到很高的精度,完全可以达到题目的要求,但硬件结构比较复杂,成本较高。
方案三:使用集成函数信号发生器芯片M AX 038。
M AX 038是一款高精度,高频的波形发生器,能产生锯齿波、方波、正弦波,输出频率范围为0.1~20M HZ ,输出波形比较稳定,硬件设计简单可靠。
综上所述,正弦信号发生器采用方案三,使用M AX 038产生100KH z 的正弦波。
3. . 测量电路测量电路测量电路测量电路包括放大整流滤波电路和A D 转换电路:a.放大部分:考虑到经过变压器耦合之后得到的信号幅值较小,直接进行精密整流误差会比较大,所以这里应该对信号进行进一步的放大。
为抑制噪声干扰,提高共模抑制比,放大部分可采用仪表放大器。
I NA 128是TI 公司生产的精密仪表放大器,带宽较高,失调电压小,共模抑制比高,有利于减小电路的噪声信号,可以进一步提高系统的测量精度。
所以采用了I NA128作为后端信号处理的器件。
b.整流滤波部分:方案一:桥式整流电路。
该电路经滤波处理后也可以得到直流信号,但对于本题目而言,纹波电压比较大,达不到测量精度的要求。
方案二:采用相敏检波电路。
相敏检波电路可以很好的反应磁铁的位移的方向。
但相敏检波的结构复杂,要用到变压器耦合和参考信号。
方案三:利用精密全波整流和R C无源滤波。
利用快恢复二极管和高精度放大器做的精密全波整流可以满足题目的要求,而且误差也比较小。
由以上讨论,信号测量部分采用方案三来实现。
由于题中要求处理的信号为100KH z,对运放的要求较高,为了达到较好的整流效果,需要选用带宽和速度都较高的运放。
O P A606是TI公司生产的宽带放大器,带宽可达13M,压摆率为35V/us。
综合考虑,选择TI公司生产的O P A606完全可以满足题目中的各项要求,所以采用O P A606作为精密整流的运放。
c.A D采样部分:选用TI公司的模数转换器A DS8326和精密基准源REF02共同构成数据采集系统。
考虑到本设计是针对小位移的测量,A D转换器的精度直接关系到整个系统的测量精度。
我们考虑选择精度为16位的A D转换器来进一步提高位移测量的精度。
A DS8326是TI公司的16位串行高速模数转换器,转换速度快,线性度好,精度高,且参考电压输入范围宽。
REF02是TI公司生产的+5V精密基准源,高线性度,低噪声,低漂移,完全可以满足题目中的各项要求。
由A DS8326和REF02所组成的数据采集系统完全可以将整个位移测量系统的精度提高,从而实现精密测量。
硬件系统二、硬件系统框图系统总体框图1、系统总体框图系统结构框图如图2.1所示:2、激励源激励源a.正弦信号发生器:由M AX 038以及外围电路组成。
由M AX 038产生峰峰值为2V 、频率为100KH z 的正弦波,输出波形稳定不失真,电路图如图2.2所示:图2.2 正弦信号发生器 其中:KHz 100C R V 5.22f FIN 0=××=这里取C F = 0.1u F , 则R IN =500Ω。
b.差动放大器 : T H S 4503既可以满足100KH z 的不失真放大,又有足够的驱动能力驱动线圈。
其电路图如图2.3所示:图2.3 T H S 4503原理图 其中 )(−+−+−•−=−=IN IN OUT OUT OUT V V 21V V V ββ 则ββ21A G −==G F R 2R ,其中FG G R R R +=β, 为了满足变压器的次级输出的要求,这里选择4A =G 。
R G =1.5K ,R F =12K 。
其中V COM 接地。
3、线性可变差动变压器线性可变差动变压器由于T H S 4503的输出电流达到100m A ,而电压为4V ,信号频率100KH z,这里我们选用漆包线的直径为0.17mm,匝数比为L1:L2:L 3=2:1:1;原边线圈为580匝,两个副边线圈为290匝。
为了使此位移测量装置有较好的线性度,一般取线圈骨架长度为测量范围的4~10倍,但受手工制作的限制,我们只取120mm。
线圈的绕法是在骨架上面先绕原边,以原边的中心为对称点,分别绕在原边的正上方,两个次级的匝数相同绕线方向相反,且尽量在结构上对称 。
考虑到磁芯在以中心点左右移动时必须保证磁芯两端在最大位移时不超过中心点,磁芯长度比测量范围略大,取42mm 长。
4 、测量电路测量电路a a、、放大整流滤波部分:⑴ 放大电路放大电路由TI 公司的I NA 128组成,为了提高位移测量系统的灵敏度,设定I NA 128的放大倍数为10,其电路如图2.4所示:图2.4 信号放大电路⑵ 精密全波整流精密全波整流由两片TI 公司的O P A606组成,经测量输出信号波形比较稳定,干扰很小,输出经过电容滤波后纹波电压在2m V 以内。
电路如图2.5。
图2.5 精密全波整流电路⑶ 滤波电路经精密全波整流出来后的波形直接采用无源的R C 电路对整流后的波形进行滤波,进一步减少了干扰。
原理图见附件1:b、数据采集控制:⑴数据采集电路此电路采用TI 公司的A DS8326,电路如图2.6。
图2.6 A D 转换电路⑵ 数据处理和电机控制该部分是由C8051f020最小系统、A D 采样、电机驱动三个电路模块共同构成的电机闭环控制系统,并经PID 算法进行控制。
电机的驱动是通过P W M 电路(如图2.7)和驱动芯片L298来实现的。
单片机通过变压器输出的电压值计算出磁棒移动的距离,并以此来调节电机的转速和转动方向,使磁棒移动到指定的位置,而磁棒的移动又改变了变压器输出的电压值,由此形成了一个闭环的控制系统。
图2.7 P W M 控制电路图c、位移测量的数据计算:设经A D 采样得L2、L 3的输出电压分别为V 2、V3,则()()3232V V V V +−=d 这里的d 与磁棒的位移量成一定的线性关系d =Ax(A 为常数),为简化系统的设计,我们直接采用实测的方式来确定。
通过比较V 2,V 3 的大小可判断磁棒的位移方向,从而也可以控制电机的运动方向。
5、硬件设计注意事项硬件设计注意事项:: 电路在设计之初,便考虑到抗干扰措施,从元件布局到安装,均遵循电磁兼容理论,并结合学习和试验中积累的经验,设置了以下几项抗干扰措施:a:在线路板上多处加装退耦电容,对高频和低频干扰信号均具有很强的抑制能力。