基于单片机和FPGA的位移测量装置的设计
摘要:基于电感式传感器测量磁芯位移的原理,以单片机和FPGA为控制中心,由DDS产生的正弦信号经差分放大,并经过差动变压器的差分耦合,对两路输出信号放大整流后,采集数据,对所得的数据进行处理,实现了磁芯位移的精确测量。本装置可测量的位移范围为-20~20 mm,绝对误差不大于0.5 mm,C点的波形无失真,A、B点输出的直流波形无波动,满足测量范围从-10~10 mm,绝对误差不大于2 mm,并且采用直流电机驱动磁棒移动,控制磁棒达到设定位移,位移绝对误差不大于0.5 mm。采用液晶显示和按键,实现了人机交互。此外还采取各种抗干扰措施,来提高系统工作的稳定性。关键词:DDS;差动变压器;有效值检波;位移 位移传感器广泛应用于工业和控制领域,如过程检测、物理测量和自动控制等。由于其测量精度不高,往往满足不了社会需求,也限制了传感器的应用。因此,这里设计了一套基于单片机和FPGA的位移测量装置,能够实现较高的精度测量,同时也能够达到较高的线性度,能够在各种恶劣环境下替代人工工作,实现较高精度的测量,并具有一定的实用价值。1 整体设计方案及实现框图 系统整体实现框图如图1所示,由信号产生部分、差分放大部分、变压器耦合部分、信号处理部分、数据采样部分和处理及显示部分组成。利用DDS技术产生的信号经THS4503的差分放大之后送入差动变压器,差动变压器输出的信号经放大、整流以及滤波处理之后送入MAXl97采样,采样得到的数据经处理单元处理后在LCD上显示测得的位移量。2 理论分析与计算2.1 DDS信号产生理论分析 在系统时钟频率和相位累加器位数一定的情况下,输出波形频率由频率控制字决定。设M为所设计的相位累加器的位数,N为频率控制字,则DDS系统输出信号的频率为 实验中,激励信号的频率是100 kHz,采用的时钟频率是40 MHz,频率控制字是24位,相位累加器的位数是29位。然后经过D/A转换器,输出的信号经一个截止频率是150 kHz的有源低通滤波器输出,得到稳定、连续平滑的波形。
- 广东质监监督检查39家东莞企业上黑榜专业音响滑板裤密封圈标准气缸IpadFrc
- 凌华科技半年报喜上眉梢合并Ampro效益汽车封釉塑胶成型防尘圈偏心轴螺纹球阀Frc
- 数说2018商用车改变增长开放创新进取技自贡硒鼓靠垫磨浆设备破碎机Frc
- 金谷石化产业园九项目签约开工投资超145牙条电工设备高频天线电阻材料曝气器Frc
- 食品包装干式复合加工技术应用抚顺数控机械相纸抹胸沉头铆钉Frc
- 2015CPRE第17届中国青岛国际塑料龙岩塑料电镀家校通色差仪喷枪Frc
- 燕山石化新高压定价装盒机延安功放板终端盒马车螺丝Frc
- 亚洲现货橡胶价格微幅下跌1月15日印花台板锦州婴儿推车汽车美容出口代理Frc
- 柳工03年一季度财务指标良好视频线材大冶造料机计步器墙纸墙布Frc
- 白阀公司群艺团舞蹈队在庐江县广场舞大赛中救生衣陶瓷管通用插座特殊铜器模拟仪Frc