超聲波線束機控制電路
根據功率計系統功能要求 ,整個控制電路設計主要由以下幾部分組成 :數據采集電路、數據處理電路、電流輸出電路和顯示輸出電路。
(1) 超聲波線束機控制電路數據處理電路。是控制、顯示的核心部分 ,也是功率計的核心處理部件 ,其程序設計的好壞直接影響整個裝置的效率及精度。本裝置采用 89C51 芯片為微處理器 ,驅動電壓 5 V ,外部晶振頻率 12 MHz ,指令執行周期 1μs。鑒于系統處理速度要求 ,整個系統的主要控制功能由微處理器來控制 ,其主要功能是完成調零、接收位移信號、輸出控制和顯示功能。
(2) 超聲波線束機控制電路數據采集電路。主要功能是采集位移傳感器送出的位移信號。采集電路由濾波、放大、采樣保持和模數轉換電路組成 ,其中模數轉換器的選擇非常重要 ,直接影響控制精度。本設計中采用 12 位 A/ D 轉換器 ,其可分辨的電壓信號是 2. 44 mV。在微處理器接收時采用先高 8 位后低 4 位的接收方式 ,通過接收到的數據即可知道支架的位置狀況 ,從而讓單片機作出相應的處理。本設計中采用 AD574 ,其特點是 :
①參考電壓基準和時鐘電路 ;
②8 位或 16 位微處理器接口 ;
③250 ns 總線取數時間 ,能夠滿足一般微處理器的時序要求 ;
④高轉換速率 ,12 位時 25μs ,8 位時 16μs ;
⑤在 - 55～ + 125 ℃溫度范圍內滿足線性要求 ,在惡劣環境下亦能穩定工作。
(3) 超聲波線束機控制電路電流輸出電路。電流輸出電路最重要的是D/ A 轉換芯片的選擇 ,因為它決定了控制電流的輸出精度。本設計采用的 12 位 D/ A 轉換芯片 ,其分辨力為 2. 44 mV ,微處理器輸出采用先高 8 位后低4 位的輸出方式。由于 D/ A 轉換器的輸出電流不夠 ,采用電壓跟隨電路來保證輸出電流大小。鑒于精度及輸出電流較大的要求 ,采用兩種運放構成不同量 程 的 電 壓 跟 隨 器 : OP27 和 OPA551。采 用OP27 保 證 了 第 一 量 程 的 電 流 控 制 精 度 , 采 用OPA551 保證了第二、三量程所需要的大電流輸出。
(4) 顯示電路。通過 RS232 接口將壓力數據送往微機 ,由微機控制軟件處理顯示。
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