轉動(dòng)慣量測量電路與實(shí)現

摘要：為了實(shí)現在線(xiàn)測量回轉機械傳動(dòng)系統的轉動(dòng)慣量，采用了以ADuC812單片機為核心，并結合其他外圍芯片的控制電路和實(shí)現方法。硬件重點(diǎn)設計了單片機采集與處理信號電路及繼電器控制電路的實(shí)現；軟件給出了主程序流程圖的設計。經(jīng)過(guò)硬件實(shí)測，該電路可以方便快捷地完成對轉動(dòng)慣量的實(shí)時(shí)測量，且電路結構簡(jiǎn)單，使用靈活方便，并具有線(xiàn)性度高，噪聲系數小等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：轉動(dòng)慣量；ADuC812；在線(xiàn)測量；控制電路

轉動(dòng)慣量是質(zhì)量特性參數測量的重要部分，在多個(gè)領(lǐng)域從產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)和控制系統中都起著(zhù)舉足輕重的作用，直接關(guān)系到產(chǎn)品設計成敗和產(chǎn)品的質(zhì)量。從航空工業(yè)對飛機轉動(dòng)慣量的測量到汽車(chē)工業(yè)對轉動(dòng)部件慣量的測量，無(wú)不體現著(zhù)其測量的重要性。本文以實(shí)驗室某回轉機械傳動(dòng)系統為研究模型，采用單片機作為核心控制器件，重點(diǎn)研究了轉動(dòng)慣量測量過(guò)程的硬件和軟件設計。

1 被測系統結構簡(jiǎn)介
研究的回轉機械傳動(dòng)系統結構如圖1所示。

試驗設備清單如下所述：
變頻器一臺：輸入規格為AC 3PH 380～460 V，50／60 Hz；輸出規格為AC0～240 V 1．7 kVA 4．5 A；
變頻范圍：2～200 Hz。
三相異步電機：額定功率為0．55 kW；額定轉矩為3．5 N·m；同步轉速為1 500 r／min；輸入電壓為380 V。
轉矩傳感器：額定轉矩為10 N·m；
轉速傳感器：轉速范圍為0～6 000 r／min；
轉矩轉速測試卡：轉矩測試精度為±0．2％FS；轉速測試精度為±0．1％。

2 硬件設計
2．1 整體硬件結構圖
硬件電路設計是該測量系統的核心部分，它不僅負責傳感器信號的采集、處理、傳輸等任務(wù)，而且負責接收上位機的控制命令，并將采集到的數據傳送給上位機，從而使整個(gè)系統可靠、有序的工作。整個(gè)電路主要由傳感器信號采集電路、單片機控制電路、繼電器控制電路、通信接口電路及電源模塊組成。整體硬件電路設計框圖如圖2所示。