超聲波線束機(jī)控制電路
根據(jù)功率計(jì)系統(tǒng)功能要求 ,整個(gè)控制電路設(shè)計(jì)主要由以下幾部分組成 :數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路、電流輸出電路和顯示輸出電路。
(1) 超聲波線束機(jī)控制電路數(shù)據(jù)處理電路。是控制、顯示的核心部分 ,也是功率計(jì)的核心處理部件 ,其程序設(shè)計(jì)的好壞直接影響整個(gè)裝置的效率及精度。本裝置采用 89C51 芯片為微處理器 ,驅(qū)動(dòng)電壓 5 V ,外部晶振頻率 12 MHz ,指令執(zhí)行周期 1μs。鑒于系統(tǒng)處理速度要求 ,整個(gè)系統(tǒng)的主要控制功能由微處理器來(lái)控制 ,其主要功能是完成調(diào)零、接收位移信號(hào)、輸出控制和顯示功能。
(2) 超聲波線束機(jī)控制電路數(shù)據(jù)采集電路。主要功能是采集位移傳感器送出的位移信號(hào)。采集電路由濾波、放大、采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成 ,其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇非常重要 ,直接影響控制精度。本設(shè)計(jì)中采用 12 位 A/ D 轉(zhuǎn)換器 ,其可分辨的電壓信號(hào)是 2. 44 mV。在微處理器接收時(shí)采用先高 8 位后低 4 位的接收方式 ,通過接收到的數(shù)據(jù)即可知道支架的位置狀況 ,從而讓單片機(jī)作出相應(yīng)的處理。本設(shè)計(jì)中采用 AD574 ,其特點(diǎn)是 :
①參考電壓基準(zhǔn)和時(shí)鐘電路 ;
②8 位或 16 位微處理器接口 ;
③250 ns 總線取數(shù)時(shí)間 ,能夠滿足一般微處理器的時(shí)序要求 ;
④高轉(zhuǎn)換速率 ,12 位時(shí) 25μs ,8 位時(shí) 16μs ;
⑤在 - 55～ + 125 ℃溫度范圍內(nèi)滿足線性要求 ,在惡劣環(huán)境下亦能穩(wěn)定工作。
(3) 超聲波線束機(jī)控制電路電流輸出電路。電流輸出電路最重要的是D/ A 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 ,因?yàn)樗鼪Q定了控制電流的輸出精度。本設(shè)計(jì)采用的 12 位 D/ A 轉(zhuǎn)換芯片 ,其分辨力為 2. 44 mV ,微處理器輸出采用先高 8 位后低4 位的輸出方式。由于 D/ A 轉(zhuǎn)換器的輸出電流不夠 ,采用電壓跟隨電路來(lái)保證輸出電流大小。鑒于精度及輸出電流較大的要求 ,采用兩種運(yùn)放構(gòu)成不同量 程 的 電 壓 跟 隨 器 : OP27 和 OPA551。采 用OP27 保 證 了 第 一 量 程 的 電 流 控 制 精 度 , 采 用OPA551 保證了第二、三量程所需要的大電流輸出。
(4) 顯示電路。通過 RS232 接口將壓力數(shù)據(jù)送往微機(jī) ,由微機(jī)控制軟件處理顯示。
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