(2)测量电路模块
线性可变动变压器的磁棒选用的是铁淦氧磁棒,线圈用0.13mm的漆包线绕制在塑料管制作的骨架上,再通过一个直径大一点的绝缘塑料管将磁棒与线圈包含起来。整个模块固定于一块木板上;差分输出的信号经线性可变差动变压器的Ll通过磁棒耦合到L2、L3,再由单片机控制电机的正反转来推动磁棒上下移动,使L2、L3两路信号的电压相对于中心点(两路信号的电压幅值相等相位相反处)时的幅值产生相应的偏差。由于得到的电压差值的幅值很小,所以需要采用高精度的仪表放大器INA118放大后再对信号进行处理。经过半波整流将交流转化成直流。整流之后,主要存在工频干扰,采用n形滤波电路将谐波滤去;电机驱动磁铁部分采用电机齿轮与螺杆齿轮相匹配原则,利用单片机控制电机的正反转来驱使螺帽实现上下移动。磁棒与螺杆齿轮通过绝缘材料包含,通过磁棒在线圈中移动时磁通量的变化来控制耦合能量的大小,从而也就控制了输出电压的幅值。在具体测量前,先在绝缘板上标出一个零点,标零点必须在满足L2、L3两端的对地电压幅值相等相位相反结构上严格对称的情况下进行。
(3)数据处理模块
经过INAll8放大、半波整流以及电子滤波后的两路电压经过ADS8344芯片进行AD采样后转换为数字量存储于单片机中,首先通过软件实现d值的运算,然后再根据实际测量值计算此位移量。整个计算过程完全采用软件实现。
(4)显示模块
显示部分采用LCD显示,LCD能动态显示汉字以及字符,并且显示范围大,能很好的实现人机交互界面。
3.2 软件设计
该系统中通过软件控制的部分有正弦波信号产生以及数据处理模块,首先通过单片机采用串行方式给AD985l送40位控制字以便产生题目所要求的稳定的100kHz的正弦信号。数据处理部分也完全采用软件实现,首先对两路电压分别采样,通过单片机控制ADS8344来采集VA、VB的电压值,将转换到的数字量传回给单片机进行数据处理。由于AD采样的幅值范围有限,所以我们可以通过放大来调整其电压值,以便我们能采集到相应的幅值。程序流程图如图4所示:
![](/article/UploadPic/2010-4/2010410111752598.jpg)
4 测试
4.1 调试与测试使用的仪器
游标卡尺、DS1062C型数字示波器、DT930FD型数字万用表、HHl641型函数信号发生器。
![](/article/UploadPic/2010-4/2010410111752884.jpg)
4.2 测试方法
4.2.1 模块测试
为了提高调试效率,我们采用的首先将硬件系统的各模块分开进行测试,待调通后再进行整机调试。
4.2.2 系统整体调试
将硬件模块和相应的软件进行系统整机测试。依据设计要求,分别对输出频率、输出电压峰峰值、磁棒上下移动的最大和最小位移进行测试。
测试磁棒上下移动的最大和最小位移时,对电机的转动角度进行调整,使磁棒移动的最大和最小位移能够满足题目的要求。
4.3 测试结果分析
本系统实现了精确步进位移量与电压测量的功能,用电机驱动螺杆,可以通过键盘输入更改转动圈数以便达到一定的位移偏量。但是在更高精度方面还存在一定程度的局限性,特别是在滤波部分可以继续完善,还可以在电路实时测量中添加语音播报,以便更好的实现人机互动。测试结果如结果测试表所示。