磁致伸缩E+E位移传感器软件和硬件电路研究
传感器技术、计算机技术与通信技术成为现代信息科学技术的三大支柱。传感器既是现代信息系统的源头或“感官”,又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。是人类日常生活、生产过程、科学实验、军事活动等*的组成部分。磁致伸缩传感器具有测量误差小、精确度高、测量范围大、维护及使用方便等特点,它在高精度位移测量领域中具有许多*的优势。

磁致伸缩E+E位移传感器软件和硬件电路研究
磁致伸缩E+E位移传感器是综合磁致伸缩效应、电磁感应、电子技术、高精度脉冲时间间隔测量技术而成的高精度非接触位移测量传感器。其不受油渍、粉尘等环境的影响,能工作于高温、高震荡、易腐蚀等环境下,广泛应用于机床加工、冶金、制药等民用场合以及舰船、传感器、飞机等军用场合,在人们的生活中发挥着举足轻重的作用。首先对各种传统E+E位移传感器和磁致伸缩E+E位移传感器进行了比较研究,总结了各种测量方案的优缺点,在简要介绍磁致伸缩原理的基础上阐述了磁致伸缩E+E位移传感器的工作原理及实现机制,并对传感器的结构进行设计。理论上分析了影响磁致伸缩E+E位移传感器线性度的关键因素:磁致伸缩E+E位移传感器径向磁场磁感应强度.通过对影响磁致伸缩E+E位移传感器径向磁场磁感应强度的各个因素:初级线圈长度和半径、偏心圆盘偏心矩和半径、初级激励电压的分析.提出了各个因素优化来提高磁致伸缩E+E位移传感器线性度的方法,得出了磁致伸缩E+E位移传感器*线性度的性能参数.依据柴油机电子调速系统模拟实验装置平台,优化后的磁致伸缩E+E位移传感器进行了电子调速器系统内、外环模拟实验.本论文工作的主要任务是研究磁致伸缩E+E位移传感器的硬件和软件设计,提出了可行设计方案。硬件电路包括模拟电路和数字电路两部分,模拟电路完成脉冲产生、激励、回波信号检测及处理;数字电路部分完成时间测量、温度测量等,由AT89S52微处理器模块、TDC-GP1时间间隔测量模块、DS18B20温度补偿电路模块、显示模块和接口模块组成。针对磁致伸缩E+E位移传感器的应用环境和设计要求,完成了传感器信号调理及多接口功能的设计。传感器信号调理系统负责起始脉冲发送、脉冲驱动放大、回波信号检测、高精度脉冲时间间隔测量、数据滤波及处理等。其中硬件电路包括单片机zui小系统模块、脉冲驱动模块、回波检测及比较电路模块以及TDC-GP2高精度时间测量模块。针对磁致伸缩E+E位移传感器的传统应用场合,为传感器开发了0-5V电压、4-20mA电流、SSI以及ModBus,总线接口。

磁致伸缩E+E位移传感器软件和硬件电路研究
此外,为传感器开发基于ARM处理器、嵌入式Linux操作系统的网络接口,搭建网络服务器,为传感器的网络化和集中控制管理提供了保证。系统经过调试与标定,基本达到了设计要求,并为传感器的进一步优化打下了基础。完成了相应模块的软件设计,针对传感器的应用特点,讨论了算术平均数字滤波器。分析了影响磁致伸缩E+E位移传感器测量精度的因素,并提出改进措施。