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技術(shù)文章
離心機(jī)加速度傳感器與控制計(jì)算機(jī)的接口設(shè)計(jì)
點(diǎn)擊次數(shù)：508 發(fā)布時(shí)間：2008-9-22
加速度傳感器輸出信號有模擬信號和脈沖調(diào)寬信號兩種，如用傳感器輸出的模擬信號需要增加A／D轉(zhuǎn)換器，由于加速度傳感器需安裝在離心機(jī)上距離心機(jī)控制/器較遠(yuǎn)．加速度傳感器輸出的信號較弱，傳輸過程中容易受到干擾，而且A／D轉(zhuǎn)換器成本較高；如采用加速度傳感器輸出的脈沖調(diào)寬信號，可不受干擾地遠(yuǎn)距離傳輸，離心機(jī)/的控制計(jì)算機(jī)使用的是可編程序控制器，對lkHz以上的脈沖調(diào)寬信號測量分辨率不夠；考慮到這些因素，可用低成本、體積小的單片計(jì)算機(jī)與加速度傳感器安裝在一起把傳感器輸出信號*行測量、計(jì)算處理，然后再傳送給控制計(jì)算機(jī)。
加速度傳感器輸出只有兩路信號，測量較簡單，我們選用了ATMEI 公司生產(chǎn)的AT89C2051單片計(jì)算機(jī) ]，AT89C2051與MCS一51系列單片機(jī)*兼容Ⅲ ，20引腳，內(nèi)部有2k字節(jié)閃存作為程序存貯器，可滿足兩軸加速度的測量?？紤]到測量數(shù)據(jù)要傳送至離心機(jī)控制計(jì)算機(jī)，而傳輸距離較遠(yuǎn)，兩計(jì)算機(jī)采用串行通訊方式， 由于離心機(jī)控制器使用的可編程序控制器有兩個(gè)RS一232C接口Is]，可用其中一個(gè)Rs一232C接口與加速度測量單片機(jī)進(jìn)行通訊獲取加速度測量值，加速度/測量單片計(jì)算機(jī)擴(kuò)展一個(gè)RS一232C接口， 對加速度的測量是通過測量其輸出的脈沖調(diào)寬信號的脈沖寬度。為了得到較高的分辨率，測量脈沖調(diào)寬信號計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率應(yīng)越高越好，AT89C2051單片計(jì)算機(jī)的zui高工作頻率是12MHz，在此工作頻率下其計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率為1MHz，對加速度的測量分辨率為8mg，滿足了離心機(jī)對加速度測量精度的要求。
加速度傳感器輸出的脈沖信號，所測每個(gè)坐標(biāo)軸的加速度：
A(g)= (T1／丁2—0．5)／12．5％
其中丁2由外接電阻Rset設(shè)定：T2=Rset／125M，在測量過程中為常數(shù)利用單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器可分別測出Tlx和Tly，可根據(jù)上式計(jì)算出Ax和A ，從而計(jì)算出離心機(jī)的沖擊加速度：A= +AC
測量單片計(jì)算機(jī)將測得的沖擊加速度值通過串口傳送給離心機(jī)自動(dòng)控制器。