基于數(shù)字位移傳感器的位移測量系統(tǒng)
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當(dāng)原邊供給一振蕩電壓時，由于電磁感應(yīng)，兩付邊就分別產(chǎn)生感應(yīng)電壓V1和V2。若鐵芯正處線圈的中心位置時，兩付邊對原邊的互感量正好相等，同時兩付邊的交流電壓分別經(jīng)檢測電路檢波后，把所得兩直流電壓取其差值，則輸出差動直流電壓V為零。當(dāng)鐵芯往上位移時，上邊的付邊與原邊的互感量增大，而下邊的減小，即出現(xiàn)V1>V2，則差動直流輸出電壓V>O，反之亦然。LVDT兩付邊的感應(yīng)電壓V1，V2和差動直流輸出電壓V與鐵芯在線圈中的位置的定性關(guān)系見圖3，可見差動直流電壓V與鐵芯位移的大小在某一范圍內(nèi)是呈線性關(guān)系的。測量時把LVDT殼體夾固在參照物上，把和鐵芯連接的測桿緊固在被測點上，當(dāng)被測對象位移時就帶動鐵芯相對于線圈移動，從而線性地改變LVDT的輸出電壓。這樣通過電測儀器測量LVDT輸出電壓的大小，即可測量出被測對象的位移量。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195450.htm
2 數(shù)據(jù)采集接口硬件和軟件的實現(xiàn)
系統(tǒng)中的運動控制器是由云臺光電實驗室自主研制的，它與上位機(jī)之間通過RS 232或RS 485串行接口進(jìn)行通信，串口信號格式為：COMl口、波特率4 800 b／s、無奇偶校驗、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位。位移反饋環(huán)節(jié)中的數(shù)字位移傳感器只提供標(biāo)準(zhǔn)并行接口與外圍設(shè)備連接，其A／D卡占用引腳2～9作為輸入端口，引腳10～13作為輸出端口，其端口輸入輸出電平均為TTL電平。以AT89C51單片機(jī)為核心的SPP轉(zhuǎn)RS 232接口電路通過寫輸入端口向A／D送入操作狀態(tài)，讀輸出端口得到A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)及其他信息。A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果為14位二進(jìn)制數(shù)，分兩組讀取，先讀第1組高8位，再讀第2組低6位。每組又分小兩次讀取，每次4位，最后一次是2位。
2．1 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口電路硬件設(shè)計
圖4為以AT89C51為核心的SPP轉(zhuǎn)RS 232接口電路原理圖。AT89C51是一種帶4 KB閃速可編程只讀存儲器低功耗、低價格、高性能CMOS 8位單片機(jī)。單片機(jī)的P1端口與數(shù)字位移傳感的輸入端口相連，向傳感器中的A／D送入操作狀態(tài)，P2端口的高四位與傳感器的輸出端口相連，用于讀取A／D轉(zhuǎn)換的14位數(shù)據(jù)信息。
2．2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
圖5為程序流程圖，其中圖5(a)為上位機(jī)主要通過運動控制器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動程序流程圖，圖5(b)為系統(tǒng)反饋環(huán)節(jié)位移反饋程序流程圖。圖6為用VC編寫的上位機(jī)控制軟件界面，上位機(jī)控制軟件調(diào)用MSComm控件實現(xiàn)上位機(jī)與運動控制環(huán)節(jié)及位置反饋環(huán)節(jié)之間的串行通訊。上位機(jī)接收接口電路發(fā)送的14位數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行移位和數(shù)據(jù)處理，最后實時地顯示在控制軟件界面上。
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