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单片机在应力磁测装置中的应用

作者:时间:2012-11-06来源:网络收藏

(3)A/D转换和数据处理

这一部分主要包括二大部分:电平转移与A/D变换、数据处理和键盘显示。

① 电平转移及A/D变换由于滤波器输出的是大的动态范围和双极性的电压信号,而采用的A/D转换器的芯片是ADC0809,它在+5 V的单电源下工作,其模拟输入电压范围是0~5 V。为了提高测量精度,同时又要满足ADC0809对模拟输入的要求,为此我们对滤波器输出的电压作如下的处理:电平变换和并行多级放大。图4是该部分的原理图。当滤波器输出为零时,调整节Wl~W3。使输入到0809的IN0,IN1,IN2上的电压为+2.5 V。这样,当Us有正负输出时,A1,A2,A3的输出就会在+2.5V的电平上下变动,其范围是0~5V,满足了A/D转换芯片的要求。

图中A1,A2,A3的放大倍数G是不同的(GA1<GA2<GA3),当Us较小时,通过微机控制,使ADC0809对A3输出的电压进行A/D转换。当Us较大时,取Al输出的电压进行模/数转换,这样既扩大了动态测量范围,又得到了较高的测量精度。

通常在磁测应力中,有两个信号需要检测。其一是应力的大小,另一个是应力的方向。而在测量线材结构件时通常关心的是轴向的应力大小,故去除了对涡流传感器角度的测量。当然,对于大型构件的现场测试时,通过变换涡流传感器的相对轴线的角度,对应力方向进行大致判断。

② 数据处理和输出考虑到测量精度和数据处理的编程等综合考虑,这里采用“5取3去极值平均滤波法”。即假设采样了5个数据分别为D1、D2、D3、D4和D5,若D3为最大,D5为最小,则将D3和D5剔除,而D=(D1+D2+D4)/3作为采样有效值。另外,为了提高精度,计算时采用二进制浮点运算。

对于测量值的显示是选用8155、74LS240和7406各一片驱动6个LED数码管,组成一个动态显示电路,这种显示电路用得较广泛,故电路从略。

参考文献
1 任吉林,林俊明,高春法.电磁检测.北京:机械工业出版社,2000
2 薛钧义,张彦斌. MCS-51/96系列单片微型计算机及其应用.西安:西安交通大学出版社,1990
3 何立民.MSC51系列应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1990
4 周航慈.应用程序设计技术.北京:北京航空航天大学出版社,1991

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