現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)與誤差分析大作業(yè)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)與誤差分析大作業(yè)一：作業(yè)要求已知： 1、壓力傳感器的量程：0100Kg; 2、傳感器靈敏度：0.01Kg; 3、傳感器分辨率：0.01 Kg; 4、傳感器信號(hào)輸出頻率：<1000Hz; 5、測(cè)試系統(tǒng)工作量程：050Kg; 6、測(cè)試過程中具有高頻擾動(dòng)； 7、測(cè)試系統(tǒng)工作溫度范圍：4060 。 8、傳感器輸出采用電流輸出：4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出要求： 1、設(shè)計(jì)四通道數(shù)據(jù)采集電路,ADC采用AD7934-6； 2、各通道采樣周期<5ms; 3、詳細(xì)說明采集電路的設(shè)計(jì)依據(jù)； 4、CPU可不指定型號(hào)，采集電路與CPU的接口由示意圖形式表示； 5、給出采

2、集電路所有用到的元器件的具體型號(hào)、參數(shù)，主要考慮的指標(biāo)； 6、提供主要元器件的說明書； 7、給出ADC的驅(qū)動(dòng)程序。二：設(shè)計(jì)方案(1) AD7934-6 芯片說明AD7934-6是一款12位、高速、低功耗、逐次逼近型（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），采用2.7 V至5.25 V單電源供電，最高吞吐量達(dá)625 kSPS。該器件內(nèi)置一個(gè)低噪聲、寬帶寬、差分采樣保持放大器，可處理最高達(dá)50 MHz的輸入頻率。AD7934-6具有4個(gè)帶通道序列器的模擬輸入通道，可以通過預(yù)先編程選擇通道轉(zhuǎn)換順序。該器件可接受單端、全差分或偽差分模擬輸入。AD7934-6內(nèi)置一個(gè)精確的2.5 V片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源，可用作模數(shù)轉(zhuǎn)換

3、的基準(zhǔn)電壓源?；蛘?，可將外部基準(zhǔn)電壓加載至此引腳，為其提供基準(zhǔn)電壓。AD7934-6采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，可在高吞吐量的情況下實(shí)現(xiàn)極低的功耗，還提供靈活的功耗管理選項(xiàng)。利用一個(gè)片內(nèi)控制寄存器，用戶可以設(shè)置不同的工作條件，包括模擬輸入范圍和配置、輸出編碼、功耗管理及通道序列化。圖一為設(shè)計(jì)方案整體框架圖。壓力傳感器放大電路低通濾波AD7934-6AT89S52圖1 設(shè)計(jì)方案整體框架圖(2) 壓力傳感器信號(hào)采樣電路壓力傳感器輸出采用電流輸出：4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，所以需要放大電路，此處采用共發(fā)射極三極管放大電路，將電流放大，選擇適當(dāng)?shù)碾娮韬腿龢O管，使三極管工作在放大區(qū)。放大部分將壓力傳感器的電流變

4、化放大，從集電極采樣電壓，從而將電流變化轉(zhuǎn)化成電壓變化。低通濾波器采用無源RC濾波器，由于無源RC濾波電路的截止頻率為，傳感器輸出頻率為<1000Hz，故R取170，C取1uf。圖2為放大和低通濾波電路。圖2 采樣放大和低通濾波電路(3) AD7934-6與 AT89S52單片機(jī)連接圖圖3 AT89S52與AD7934-6連接圖連接說明：VDD：AD7934-6的VDD為芯片正常工作提供電源，輸入為2.7V5.25V，此處選擇5V電源，連接一個(gè)10uf的電容來減小電壓的波動(dòng)。W/：W/為字/字節(jié)方式選擇位，連接到單片機(jī)的P20。DB07：DB07連接到單片機(jī)的P0口，由于AT89S52單

5、片機(jī)P0口作為輸入時(shí)沒有上拉電阻，故將P0口加上上拉電阻。VDrive：決定邏輯電平的輸入電壓，為-0.3VVDD+0.3V，此處和VDD連接在一起，均為5V。AGND、DGND：模擬地和數(shù)字地，因?yàn)锳GND和DGND要相同的電勢(shì)，故連接在一起接信號(hào)地。D8D11：連接在單片機(jī)的P10P13。BUSY：BUSY信號(hào)在信號(hào)下降沿變成高電平，并且在A/D轉(zhuǎn)換期間一直保持為高電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，BUSY變?yōu)榈碗娖?，此處，將BUSY連接在單片機(jī)的P21。CLKIN：芯片時(shí)鐘輸入，連接到單片機(jī)的ALE口，因?yàn)樵诓挥面i存外部地址信號(hào)的時(shí)候，ALE發(fā)出系統(tǒng)時(shí)鐘1/6頻率的脈沖信號(hào)，為2MHz。：開始轉(zhuǎn)換輸入

6、信號(hào)。下降沿信號(hào)初始一個(gè)轉(zhuǎn)化，連接在單片機(jī)引腳P22。：寫輸入信號(hào)。當(dāng)為低電平時(shí)向芯片控制寄存器寫入數(shù)據(jù)。：讀輸入信號(hào)。當(dāng)為低電平時(shí)，下降沿將讀取轉(zhuǎn)化結(jié)果。，分別連接在單片機(jī)的P36、P37。：片選信號(hào)。和、結(jié)合起來讀取轉(zhuǎn)化結(jié)果和控制寄存器寫入數(shù)據(jù)。VREFIN/VREFOUT：AD7934-6的參考轉(zhuǎn)化電壓，可以輸入也可以輸出，正常的內(nèi)部參考電壓為2.5V，可以通過外接參考電壓，但是不能超過VDD+0.3V，此處編輯控制寄存器，選用內(nèi)部參考電壓，所以不要外接參考電壓，VREFIN/VREFOUT外接0.47uf電容連接信號(hào)地。Vin0Vin3：4通道模擬量輸入口，通過控制寄存器位ADD1，A

7、DD0進(jìn)行選擇，或者通過片上定序器來決定那個(gè)通道被采樣。由于此處只要采集一路，所以處理過的電壓信號(hào)接到Vin0上。(4) 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)程序#include<AT89x52.H>unsigned char result;sbit W=P20;sbit BUSY=P21;sbit CONVERT=P22;sbit WR=P36;sbit RD=P37;sbit CS=P23;void main(void)CS=0;P0=0x01;P1=0x01;W=1;WR=0;W=0;WR=1;CONVERT=0;CONVERT=1;while(1) CONVERT=0; while(BUSY=0) CONVERT=1;P0=0xff;RD=0;result=P0;RD=1; 三：參考文獻(xiàn)1.趙勇、胡濤. 傳感器與檢測(cè)技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2010.92. 付家才、孫毅男.傳感器與檢測(cè)技術(shù)原理及實(shí)踐.中國(guó)電力出版社.2008.