電感式傳感器仿形機(jī)床測(cè)量電路設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)放大衰減相標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)放大衰減相加功放比較輸出圖7交流比較在圖五所示的直流比較電路中，輸出信號(hào)經(jīng)衰減和精密整流之后，與標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)進(jìn)行比較，誤差值經(jīng)放大后去控制乘法器的放大增益，從而改變放大電路的輸入幅度，使輸出穩(wěn)定。這種電路由于有積分環(huán)節(jié)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與輸出有偏差時(shí)，通過(guò)積分最后消除輸出誤差，所以直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與交流輸出之間的線性極好，其缺點(diǎn)是對(duì)積分放大環(huán)節(jié)引起的波形失真沒(méi)有補(bǔ)償。在圖六所示的交流比較電路中，輸出的交流信號(hào)衰減后與給定的標(biāo)準(zhǔn)交流信號(hào)進(jìn)行比較，誤差直接交流放大后與標(biāo)準(zhǔn)交流信號(hào)相加減，從而穩(wěn)定輸出。這種電路線路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，由于是交流瞬時(shí)值的比較，還可補(bǔ)償功率放大的波形失真，缺點(diǎn)是:標(biāo)準(zhǔn)交流信號(hào)與交流輸出信號(hào)之間有靜差，因此線性比較差。為保證正弦波的精度，我們選擇直流比較電路來(lái)提高波形精度。 1.3.4零點(diǎn)殘余電壓的調(diào)整對(duì)于變壓器電橋，從理論上來(lái)說(shuō)，當(dāng)Z1=Z2時(shí)，電橋平衡，輸出電壓為零，但實(shí)際制作時(shí)要滿足兩電感線圈的等效參數(shù)完全相等是很難達(dá)到的，因此，即便是銜鐵位于平衡位置時(shí)，仍然存在有一定的電壓輸出，稱(chēng)為零點(diǎn)殘余電壓。零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)的存在，使得傳感器的輸出特性在零點(diǎn)附近不靈敏，也對(duì)傳感器的線性度有一定的影響，給測(cè)量帶來(lái)誤差，此值的大小是衡量差動(dòng)變壓器性能好壞的重要指標(biāo)。所以在對(duì)變壓器電橋的設(shè)計(jì)和制作時(shí)有必要采用一定的措施。UU．U０．R0a)U．U０．R0b)U．U０．R0c)C0C圖8減小零點(diǎn)電路E·EE·E·E·E·E·x0圖9差動(dòng)變壓器輸出特性）E21、E22分別為兩個(gè)二次繞組的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E2為差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)x表示銜鐵偏離中心位置的距離。其中E2的實(shí)線表示理想的輸出特性，而虛線部分表示實(shí)際的輸出特性。E0為零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)，這是由于差動(dòng)變壓器制作上的不對(duì)稱(chēng)以及鐵心位置等因素所贊成的。為了減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)可采取以下方法：1、

盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)和磁路的對(duì)稱(chēng)。磁性材料要經(jīng)過(guò)處理，消除內(nèi)部的殘余應(yīng)力，使其性能均勻穩(wěn)定。2、

選用合適的測(cè)量電路，如采用相敏整流電路。既可判別銜鐵移動(dòng)方向雙可改善輸出特性，減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)。3、采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)。在差動(dòng)變壓器二次側(cè)串、并聯(lián)適當(dāng)數(shù)值的電阻電容元件，當(dāng)調(diào)整這些元件時(shí)，可使零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)減小。1.3.5交流放大電路

在許多需要A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，很多情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過(guò)一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求，這種情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。儀表器的選型很多，我們這里介紹一種用途非常廣泛的儀表放大器，其實(shí)就是典型的差動(dòng)放大器。它只需三個(gè)廉價(jià)的普通運(yùn)算放大器和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。交流放大電路的誤差主要由于集成運(yùn)放的輸入偏置電流、失調(diào)電流和失調(diào)電壓以及溫漂等參數(shù)不為零，電阻器阻值隨溫度的變化，外部電網(wǎng)電壓、溫度和負(fù)載電流的選擇運(yùn)放和電阻器，合理地進(jìn)行布線和安裝元器件，對(duì)運(yùn)放仔細(xì)調(diào)零等。1.3.6A/D轉(zhuǎn)換及顯示電路在測(cè)量出信號(hào)之后送入單片機(jī)時(shí)要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器是測(cè)控系統(tǒng)中將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的重要器件。A/D轉(zhuǎn)換的技術(shù)主要有：計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換；逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換；雙積分式A/D轉(zhuǎn)換；并行A/D、串/并行A/D轉(zhuǎn)換及V/F變換等。在這些轉(zhuǎn)換中，主要區(qū)別是速度、精度和價(jià)格。A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有分辨率、量程、精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間。分辨率它是表示轉(zhuǎn)換器對(duì)微小輸入量變化的敏感程度，通常用轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示，目前常用芯片有8位、10位、12位、14位等。轉(zhuǎn)換時(shí)間是指從發(fā)出啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令到轉(zhuǎn)換結(jié)束獲得整個(gè)數(shù)字信號(hào)為止所需的時(shí)間間隔。我們常用的集成A/D芯片有ADC0809，它具有8路模擬量輸入，可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)只有一路信號(hào)輸入，因此地址A、B、C直接接地圖12ADC0809引腳圖ADC0809外部引腳示于圖12，其引腳功能為：IN7～I(xiàn)N0：8路模擬量輸入端，在多路開(kāi)關(guān)控制下，任一時(shí)刻只能有一路模擬量實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。A、B、C：多路開(kāi)關(guān)地址選擇輸入端，當(dāng)取值000～111時(shí)與A/D轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的通道為IN0～I(xiàn)N7。ALE：地址鎖存輸入線，該信號(hào)的上升沿可將地址選擇信號(hào)A、B、C鎖入地址寄存器。START：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換輸入線，其上升沿用以清除A/D內(nèi)部寄存器，其下降沿用以啟動(dòng)內(nèi)部控制邏輯，開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換工作。EOC：轉(zhuǎn)換完畢輸出線，其上出現(xiàn)高電平時(shí)表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。2-1～2-8（D7～D0）：為8位數(shù)據(jù)輸出端，可直接接入微型機(jī)的數(shù)據(jù)總路線。OE：允許輸出控制端，高電平有效。低電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出端為高阻態(tài)；高電平時(shí)，將A/D轉(zhuǎn)換后幕的8位數(shù)據(jù)送出。CLOCK：轉(zhuǎn)換定時(shí)脈沖輸入端。它的頻率決定了A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度。使用頻率小于等于640KHz，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換速度大于等于100us。Ref(+),ref(-)(VREF(+)和VREF(-))：是內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓輸入線。VCC為+5V，GND為地。

下圖為ADC0809與單片機(jī)的接口電路ADC0809與單片機(jī)的接口比較簡(jiǎn)單，圖3.3為ADC0809與8031的典型接口電路。圖13中虛線為查詢連接方式，當(dāng)系統(tǒng)主頻為6MHz時(shí)，ALE為1MHz，則應(yīng)將其經(jīng)過(guò)2分頻后與ADC0809的CLOCK連接。圖13ADC0809與8051接口電路ADC0809的啟動(dòng)控制線START和A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)線EOC分別接P3.0和P3.1，采用位控方式工作。當(dāng)系統(tǒng)主頻為6MHz時(shí)，ALE的頻率為1MHz，則需經(jīng)過(guò)二分頻變?yōu)?00KHz才能向ADC0809提供CLOCK信號(hào)。上電后單片機(jī)將ADC0809采集的電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后送顯示電路。如圖14所示。圖14顯示電路2．軟件執(zhí)行部分的設(shè)計(jì)2．1本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序流程圖圖15程序流程圖2.2單片機(jī)8051的C語(yǔ)言程序清單#include<reg52.h>#include<math.h>ucharcodeled[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x6d,0x7d,0xf8,0x80,0x90,0x40,0x86,0x8c,0xff};uchardispsave[]={0,0,0,0,0,0};sbitstart=P2^0;//ADC0809的ALE和START信號(hào)控制sbiteoc=P1^0;//ADC0809的EOC控制線initi();deal();output();//延時(shí)delay(ucharx){while(x--);}//主函數(shù)main(){initi();while(1){deal();}}//初始化initi(){uchari;start=0;}////數(shù)據(jù)采集deal(){start=1;//ADC0809清除內(nèi)部寄存器start=0;//ADC0809開(kāi)始轉(zhuǎn)換while(eoc)//EOC=1表示轉(zhuǎn)換完畢，需存儲(chǔ){for(i=0;i<=255;i++){dispsave1[i++];output();}}////顯示輸出output(){intm;{{for(m=0;m<=255;m++) P0=led[dispsave1[m++]];}}[6]結(jié)論結(jié)論傳感器是一種測(cè)量式控制位置偏差的電子信號(hào)發(fā)生器，其用途非常廣泛。例如：可測(cè)量彎曲和偏移；可測(cè)量振蕩的振幅高度；可控制尺寸的穩(wěn)定性；可控制定位；可控制對(duì)中心率或偏心率。

電感傳感器還可用作磁敏速度開(kāi)關(guān)、齒輪齡條測(cè)速等，該類(lèi)傳感器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、機(jī)床、機(jī)械、冶金、機(jī)車(chē)汽車(chē)等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測(cè)，鏈輸送帶的速度和距離檢測(cè)，齒輪齡計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的控制等。另外該類(lèi)傳感器還可用在給料管系統(tǒng)中小物體檢測(cè)、物體噴出控制、斷線監(jiān)測(cè)、小零件區(qū)分、厚度檢測(cè)和位置控制等。

傳感器網(wǎng)絡(luò)有著十分廣泛的應(yīng)用前景，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運(yùn)用價(jià)值，在未來(lái)還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性，如家用、保健、交通等領(lǐng)域。我們可以大膽的預(yù)見(jiàn)，將來(lái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將無(wú)處不在，將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網(wǎng)最終可能將家用電器、個(gè)人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離跟蹤，家庭采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)安全調(diào)控、節(jié)電等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來(lái)的一個(gè)無(wú)孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用可以涉及到人類(lèi)日常生活和社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。但是，我們還應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)才剛剛開(kāi)始發(fā)展，它的技術(shù)、應(yīng)用都還還遠(yuǎn)談不上成熟，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機(jī)，加大投入力度，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后，隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展，未來(lái)的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。在各種新興科學(xué)技術(shù)呈輻射狀廣泛滲透的當(dāng)今社會(huì)，作為現(xiàn)代科學(xué)“耳目”的傳感器系統(tǒng)，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎(chǔ)，必將進(jìn)一步得到社會(huì)各界的普遍關(guān)注。傳感器原理及工程應(yīng)用論文參考文獻(xiàn)、參考文獻(xiàn)[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高教出版社,2000．致謝參考文獻(xiàn)[2]郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2003.[3]張福學(xué).傳感器實(shí)用電路150例[M].1993,5[4]彭軍.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].2003,11[5]侯國(guó)章趙學(xué)增審編測(cè)試與傳感技術(shù)[M]哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1998[6]劉瑞新.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程[M]機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

致謝本論文是在老師悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)峻的治學(xué)態(tài)度及隨和的為人之道給我留下了難以磨滅的印象，這將使我終身受益,同時(shí)，老師在生活上也給了我極大的鼓勵(lì)和幫助。為此，我要對(duì)她致以最衷心的感謝.在本科學(xué)習(xí)的四年中，我與同學(xué)建立了深厚的友誼，他們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)無(wú)私地伸出援助之手，對(duì)他們的幫助我特別感謝。最后，對(duì)關(guān)心、支持我的親人和老師致以最衷心的感謝。PAGEPAGE1目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章項(xiàng)目總論 1一、項(xiàng)目基本概況 1二、項(xiàng)目業(yè)主簡(jiǎn)介 2三、研究?jī)?nèi)容 2四、主要編制依據(jù) 3五、項(xiàng)目主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 3六、研究結(jié)論 4第二章項(xiàng)目建設(shè)背景與必要性 5一、項(xiàng)目建設(shè)背景 5二、項(xiàng)目建設(shè)必要性 7第三章項(xiàng)目選址與建設(shè)條件 10一、項(xiàng)目選址 10二、項(xiàng)目建設(shè)條件 10第四章建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容 13一、確定規(guī)模的依據(jù)和原則 13二、建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容 13第五章工程方案 14一、設(shè)計(jì)依據(jù) 14二、總平面設(shè)計(jì) 14三、建筑設(shè)計(jì) 17四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18五、給排水設(shè)計(jì) 20六、電氣設(shè)計(jì) 22七、電信設(shè)計(jì) 23八、防火設(shè)計(jì) 24第六章環(huán)境保護(hù)與綠化 25一、設(shè)計(jì)原則 25二、設(shè)計(jì)依據(jù) 25三、主要污染來(lái)源及防治措施 25四、綠化 28第七章節(jié)能設(shè)計(jì) 29一、設(shè)計(jì)概述及要求 29二、建筑和建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì) 29三、給排水 29四、電氣節(jié)能 30第八章建筑消防設(shè)計(jì) 32一、工程概述 32二、總圖消防 32三、建筑消防 32四、結(jié)構(gòu)防火 32五、消防給水 32六、消防電氣 33第九章防災(zāi)減災(zāi) 35一、總圖 35二、建筑 35三、結(jié)構(gòu) 35四、地質(zhì)災(zāi)害防范 35五、地震防治 35六、電氣安全 35第十章項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度及招投標(biāo)方案 36一、工程建設(shè)進(jìn)度 36二、招投標(biāo)方案 36第十一章