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一种单片机LVDT位移测量传感器设计

导读: 随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。智能仪器的核心部件是单片机,因其极高的性价比得到广泛的应用与发展,从而加快了智能仪器的发展。而传感器作为测控系统中对象信息的入口,越来越受到人们的关注。

  随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。智能仪器的核心部件是单片机,因其极高的性价比得到广泛的应用与发展,从而加快了智能仪器的发展。而传感器作为测控系统中对象信息的入口,越来越受到人们的关注。

  常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显着提高。

  本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用汇编语言进行软件设计,硬件则以差动变压器式(LVDT)位移传感器为主,测量0~10mm.传感器输出的电量是模拟量,数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后,A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。

  1  设计目的

  差动变压器式(LVDT)位移传感器广泛应用于工业现场和测试领域,如过程检测和自动控制、形变测量等,适用于油污、光照等恶劣环境。这种传感器可靠而耐用,但选用它监控机械位移量,还需设计与传感器配套的测量装置  研制开发的位移测量装置适用于工业现场和多种测试领域。按照使用的要求,系统可实现:有效量程10mm,精度0.0lmm; LED同时显示1-4路测量值;零点值重置等功能。  通过本文夫人设计,达到以下三点:

  (1)通过本次课程设计加深对差动变压器电感传感器在工程实践中的应用的了解;

  (2)掌握用这种传感器组成位移测量系统的原理和方法;

  (3)进一步掌握这种传感器的性能特点和工程应用。

  2  系统设计原理

  本系统采用内含4KB程序存储器的8位单片微型计算机89C51,其内部4KB程 序存贮器可以满足本系统的需求,同时可以较大限度地减少外围器件;按照有效量程和精度,本系统选用国内厂家的配套产品 AC-LVDT传感器;使用四组(每组5个)LED七段数码管同时显示四路测量值;用于过程控制的信号采样应较快,应采用较高速的A/D转换器。主程序流程图、系统原理图分别如图1、图2所示。

图1主程序流程图

图2系统原理图