图1 测量杆径的系统框图
其中89C51微控器与电感测微仪、AD57
4组成了数据采集部分与A/D转换部分;89C51微控器与键盘/显示器接口芯片8279组成了人机交互部分;89C51微控器与DS12C887时钟芯片构成了系统的计时部分;89C51微控器与RS232构成了通讯部分。89C51微控器通过内部定时中断每隔一小时从AD574读取采样值,并通过读取DS12C887记录此时的时间。如有需要还可通过键盘操作把测量值和时间在LED上显示。89C51微控器把采集到的数据及记录的时间存储起来,通过RS232通讯口可以把这些数据发送到PC机中。主要部分的工作原理分述如下:
1.1数据采集部分
1.1.1 电感测微仪工作原理
电测微仪通过电感传感器、测量电路等将被测物件的尺寸变化转变成电压信号输出。其工作原理如图2所示。当接通电源后,由有振荡器产生的震压加到了由电感测量头和调零电位器组成的电感电桥上(电感测量头由电感线圈和连接在测杆上一起位移的铁芯组成)。当铁芯出于线圈的中间位置(平衡位置),调零电位器也在中间位置时,电桥处于平衡状态,没有信号电压输出。若被测工件尺寸变化使测杆向上移动,铁芯向上位移时,电桥不平衡,产生了输出电压。同样,当铁芯向下位移时,也将产生出电压,不过这两个信号电压的相位相反,即相差180°。这样,利用电感测量头就可以把物件微小的尺寸变化量转换成相应的电压信号。同样,转动调零电位器,也可以使电桥不平衡,产生输出电压,利用它进行零位调整。
1.1.2 A/D转换
电感测微仪输出为脉动直流电压信号,在处理过程中会受到干扰和噪声的影响,为了提高采样精度,设计了二阶低通滤波电路。此外,电感测微仪的输出的电压范围为-50mv~+50mv,不能满足AD574对输入的要求,需对其输出电压进行放大。元件参数:R1=6.1K,R2=22K,R3=1K,R4=82K,R5=R6=10K;C1=470μF,C2=100μF。电路图如图6,其中Ui接电感测微仪的输出端,Uo接ADC574的通道一。