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研华610工控机在加速度传感器中的应用

点击次数:298次  发布时间:2018-10-08
     研华610工控机在加速度传感器性能测试台的设计过程中,首先要解决的是加速度条件的产生问题,匀速转动的方法产生加速度条件是一种比较容易实现的方法且精度也比较容易控制。但该方法的一个缺陷在于旋转机构与静止机构的接线困难问题,而采用射频技术实现数据的无线传输使问题迎刃而解。
  由于系统中是采用电机驱动圆盘转动来产生加速度条件,因此要用到电动机和电机调速系统。本系统中电动机选用直流伺服电机,电机调速系统采用DDS系列数字调速系统。它采用直流电机和测速机机组,以单片机8751为核心,数字量给定,软件PID调节,数字PWM输出。IGBT功率驱动,是高精度、低漂移的双向调速系统。电机调速系统可以通过研华610工控机控制,研华610工控机通过串口发送相应指令就可以使电机工作在某一转速,从而加速度传感器有在某一加速度值下的电压输出。
  本加速度传感器在数据采集上采用射频技术解决旋转部件与静止部件的接线问题。如图2所示为本加速度传感器性能自动测试台的系统结构图。系统由研华610工控机、接口电路,电机调速系统,电动机,采样系统和被测传感器测试台组成。采样系统与被测加速度传感器一起转动,而接口电路与研华610工控机处于静止状态。采样系统与接口电路之间通过射频进行信号传输。被测传感器固定在测试台的圆盘上,圆盘的半径为0.2米。圆盘通过电动机驱动旋转,电动机采用伺服电机,它由电机调速系统驱动,研华610工控机通过串口控制电动机的转速。接口电路通过射频传输获得采样系统的数据,它将该数据通过串口传入研华610工控机。
  要实现数据的收发必须要用到至少2个射频收发模块,本系统中在采样系统和接口电路中各使用一个射频收发模块实现点对点数据传输。接口电路中的射频收发模块负责与研华610工控机的数据传输,它起到一个数据中转作用。而采样系统中的射频模块作用是实现向工控及发送采集系统采集的加速度传感器产生的数据。
  由于采样系统与被测加速度传感器一起转动,而研华610工控机和接口电路处于静止状态。如何将该旋转部件的信号引出来是本课题的一个难点之一。目前国际上测量旋转构件信号通常采用的方法有集流器传输和无线传输两种。集流器传输方法包括拉线式、感应式和电刷式三种 。拉线式集流器使用时易磨损 ,适用于低速旋转部件的信号测量;感应式集流器工作时其动静线圈之间的间隙变化会引起磁阻的变化 ,从而影响测量结果 ,而且其测量的旋转部件转速不高;电刷式集流器工作性能比较好 ,可用于较高转速下信号测量 ,但高速旋转时 ,电刷集流器定子/转子发热会导致信号漂移 ,从而出现测量误差。无线传输方法包括红外传输和无线电传输两种。红外传输的载体是红外线 ,由于红外线有一定的方向性且不能穿越障碍物 ,因此 ,红外传输只适合于应用在近距离、小角度、无障碍物场合的数据传输。因此 ,本系统采用抗干扰能力强的无线数字传输技术。
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