振弦式傳感器智能調(diào)試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
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系統(tǒng)不停地(或間歇地)激勵傳感器，使傳感器輸出頻率信號，檢測電路對信號進(jìn)行放大、整形等調(diào)理，然后送單片機(jī)算出頻率值并與設(shè)定值比較，若在誤差范圍之外，則單片機(jī)輸出控制信號驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)A帶動機(jī)械手沿鋼弦拉直方向移動，以調(diào)整鋼弦的松緊度，直到頻率值落在誤差范圍內(nèi)。
頻率調(diào)好后，看鋼弦振動持續(xù)時間是否達(dá)標(biāo)。在檢測電路中，有一個信號幅度檢測電路，當(dāng)信號幅度低于設(shè)定值時，它會輸出一個觸發(fā)信號通知單片機(jī)．單片機(jī)據(jù)此可算出波形的持續(xù)時間，也就是鋼弦振動持續(xù)時間，如果該時間小于設(shè)定值，則將結(jié)果顯示在顯示屏上，并驅(qū)動蜂鳴器報警，直到找出問題。
波形毛刺的多少和大小反映波形的圓滑程度。自動判斷該指標(biāo)較困難，需將模擬波形進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，然后對樣值進(jìn)行曲線擬合，根據(jù)樣值點的誤差和個數(shù)得出最后結(jié)論；也可用肉眼觀察判斷。
如波形不圓滑，則單片機(jī)自動控制步進(jìn)電機(jī)B使機(jī)械手做一定度數(shù)的轉(zhuǎn)動(一般±51°即可)或按控制鍵控制，直到滿意為止。上述調(diào)試步驟一般需重復(fù)1～2次，完成后就可固定鋼弦，結(jié)束傳感器的調(diào)試工作。整個調(diào)試流程如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/173591.htm
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
圖中的標(biāo)準(zhǔn)信號產(chǎn)生電路實際上是一個頻率可變的正弦信號發(fā)生器，用來產(chǎn)生與傳感器頻率相同(或成一定比例)的正弦信號，用以顯示李沙育圖形，一般可用函數(shù)器件構(gòu)成，如ICL8038、XR2206和MAX038等。
其中ICL8038器件可輸出方波、正弦波和三角波，具有精度高，頻率范圍大等特點。系統(tǒng)選用ICL8038輸出變化范圍500 Hz～6 kHz的正弦波，實際應(yīng)用證明性能良好。圖3為ICL8038的典型應(yīng)用電路。若采用普通51系列單片機(jī)(MCU)，如AT89C52、AT89C51 等，則需外加A／D轉(zhuǎn)換器才能進(jìn)行圓滑程度的自動檢測。
顯示屏用LED或LCD均可。系統(tǒng)采用串行控制帶背光的14位LCD顯示模塊(LCM141)，不僅簡化電路，還節(jié)省MCU的端口線，使用效果良好。該系統(tǒng)在實現(xiàn)上的難點除了上述的波形自動判別外，還有對測試臺上兩個電機(jī)的控制。為了提高測量精度，要求機(jī)械手的移動精度小于0．1mm、轉(zhuǎn)動精度小于0． 1°這就必須在步進(jìn)電機(jī)與機(jī)械手之間加裝減速機(jī)構(gòu)；另外要注意調(diào)整測量的時序配合，一次調(diào)整測量后至少要延遲3 s再進(jìn)行下次的測量。
4 結(jié)束語
振弦式傳感器是土木工程質(zhì)量監(jiān)測中的一個關(guān)鍵部件，其質(zhì)量的好壞直接影響監(jiān)測精度。為了克服因制造工藝導(dǎo)致的產(chǎn)品性能參數(shù)離散性大，每個傳感器都需要單獨調(diào)試和標(biāo)定的缺點，改善靠人工調(diào)整鋼弦，憑調(diào)試人員經(jīng)驗判斷調(diào)試質(zhì)量的傳統(tǒng)調(diào)試方法，提高產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計了一個智能調(diào)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要南帶機(jī)械手的調(diào)試臺、示波器、激勵電路、檢測電路、控制電路、顯示電路和MCU等要素組成。試驗表明，系統(tǒng)運(yùn)行正確，縮短了調(diào)試時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，具有較高的實用價值。
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