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單片機在應力磁測裝置中的應用

作者： 時(shí)間：2012-11-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏

(3)A／D轉換和數據處理

這一部分主要包括二大部分：電平轉移與A／D變換、數據處理和鍵盤(pán)顯示。

① 電平轉移及A/D變換由于濾波器輸出的是大的動(dòng)態(tài)范圍和雙極性的電壓信號，而采用的A／D轉換器的芯片是ADC0809，它在+5 V的單電源下工作，其模擬輸入電壓范圍是0～5 V。為了提高測量精度，同時(shí)又要滿(mǎn)足ADC0809對模擬輸入的要求，為此我們對濾波器輸出的電壓作如下的處理：電平變換和并行多級放大。圖4是該部分的原理圖。當濾波器輸出為零時(shí)，調整節Wl～W3。使輸入到0809的IN0，IN1，IN2上的電壓為+2.5 V。這樣，當Us有正負輸出時(shí)，A1，A2，A3的輸出就會(huì )在+2.5V的電平上下變動(dòng)，其范圍是0～5V，滿(mǎn)足了A／D轉換芯片的要求。

圖中A1，A2，A3的放大倍數G是不同的（GA1＜GA2＜GA3)，當Us較小時(shí)，通過(guò)微機控制，使ADC0809對A3輸出的電壓進(jìn)行A／D轉換。當Us較大時(shí)，取Al輸出的電壓進(jìn)行模／數轉換，這樣既擴大了動(dòng)態(tài)測量范圍，又得到了較高的測量精度。

通常在磁測應力中，有兩個(gè)信號需要檢測。其一是應力的大小，另一個(gè)是應力的方向。而在測量線(xiàn)材結構件時(shí)通常關(guān)心的是軸向的應力大小，故去除了對渦流傳感器角度的測量。當然，對于大型構件的現場(chǎng)測試時(shí)，通過(guò)變換渦流傳感器的相對軸線(xiàn)的角度，對應力方向進(jìn)行大致判斷。

② 數據處理和輸出考慮到測量精度和數據處理的編程等綜合考慮，這里采用“5取3去極值平均濾波法”。即假設采樣了5個(gè)數據分別為D1、D2、D3、D4和D5，若D3為最大，D5為最小，則將D3和D5剔除，而D＝（D1＋D2＋D4）/3作為采樣有效值。另外，為了提高精度，計算時(shí)采用二進(jìn)制浮點(diǎn)運算。

對于測量值的顯示是選用8155、74LS240和7406各一片驅動(dòng)6個(gè)LED數碼管，組成一個(gè)動(dòng)態(tài)顯示電路，這種顯示電路用得較廣泛，故電路從略。

參考文獻
1 任吉林，林俊明，高春法.電磁檢測.北京：機械工業(yè)出版社，2000
2 薛鈞義，張彥斌. MCS－51/96系列單片微型計算機及其應用.西安：西安交通大學(xué)出版社，1990
3 何立民.MSC51系列單片機應用系統設計.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990
4 周航慈.單片機應用程序設計技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1991
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