高精度电子式微位移测量仪的设计.rar

资料分类:自动化 高级会员(邪恶的凯哥)提供原创毕业论文自动化资料更新时间:2017-03-28
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摘 要:在生产实际和科学研究中,都需要进行一些快速的、精度较高的位移测量,为了满足测量的需求,本设计提出了高精度电子式微位移测量仪.

可用于位移测量的传感器的种类有很多,其中用于直线位移测量的有电阻式,电容式,振弦式,编码式等,但这些传感器在实际应用中或多或少都存在着一些问题,而电感式传感器有结构简单可靠,输出功率大,抗干扰好,对环境要求不高,分辨率较高,示值误差小,价格低廉等特点,因此我们选用电感传感器.

本文设计的电感微位移传感器建立在电磁感应基础上,利用线圈的自感或互感系数的改变来实现非电量(主要是位移)测量的低成本、高精度测量仪.采用单片机系统控制整个电路的信号处理,通过键设置误差的范围,当零件的直径误差超出设置误差的范围时系统应有提示信息,并通过显示屏或其他方式发出提醒.

电感测微仪是一种分辨率极高、工作可靠、使用寿命很长的测量仪,应用于微位移测量已有比较长的历史.国外生产的电感测微仪产品比较成熟,精度高、性能稳定,但价格昂贵.国内生产的电感测微仪存在漂移大、工作可靠性不高、高精度量程范围小等问题,一直与国外的传感器水平保持一定的差距.在超精密加工技术迅猛发展的今天,这种测量精度越来越显得不适应加工技术发展的需求.该文针对这些问题,对电感传感器测量电路进行了一定的设计和改进.对电感测微仪的正弦波生成电路、交流放大电路、带通滤波电路、相敏检波电路等进行了分析和相应的设计.考虑到电感交流电桥负载的影响,结合运算放大器的信号放大功能与三极管高负载能力,设计了负载能力高的正弦激励信号来驱动交流电桥. 其次,在分析了基于交流电桥的电感传感器输出信号实质的基础上,针对目前相敏检波电路的不足,采用有源全绝对值电路检波的方法.在分析了现有绝对值电路的基础上,提出了一种基于单运放的绝对值电路设计方法,详细论述了其原理、优点及设计参数等,并把它应用在相敏检波上.

关键词:电感式传感器;正弦波发生器;零点残余电压

 

目录

摘要

abstract

第1章 绪论-1

1.1课题背景-1

1.2 电子式微位移测量仪的研究现状-1

1.3 研究的基本内容、拟解决的主要问题-2

第2章 电子式微位移测量仪的理论基础-3

第3章 电子式微位移测量仪电路设计-7

3.1时钟信号产生电路的设计-7

3.2 正弦波发生电路的设计-7

3.3脉冲信号发生电路-9

3.4交流放大与解调电路-10

3.5滤波电路-11

3.6直流放大与分档-11

3.7模数转换功能的介绍-12

3.8单片机的选用与功能介绍-13

3.9液晶显示模块-15

3.11 键盘模块-22

第4章 系统软件设计-23

4.1 软件设计原理-23

4.2 程序设计-23

4.2.1主程序设计-23

4.2.2 存储模块子程序设计-24

4.2.3 RS232串行口的程序设置-24

4.2.4 液晶驱动程序-25

4.2.5延时程序-26

第5章 总结和展望-27

5.1 结论-27

5.2 不足和未来发展-27

参考文献-28

致谢-29

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