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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)：507 發(fā)布時(shí)間：2008-9-22
加速度傳感器輸出信號(hào)有模擬信號(hào)和脈沖調(diào)寬信號(hào)兩種，如用傳感器輸出的模擬信號(hào)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(hào)較弱，傳輸過(guò)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(hào)，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(duì)lkHz以上的脈沖調(diào)寬信號(hào)測(cè)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(hào)*行測(cè)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(hào)，測(cè)量較簡(jiǎn)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(cè)量。考慮到測(cè)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(cè)量單片機(jī)進(jìn)行通訊獲取加速度測(cè)量值，加速度/測(cè)量單片計(jì)算機(jī)擴(kuò)展一個(gè)RS一232C接口， 對(duì)加速度的測(cè)量是通過(guò)測(cè)量其輸出的脈沖調(diào)寬信號(hào)的脈沖寬度。為了得到較高的分辨率，測(cè)量脈沖調(diào)寬信號(hào)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(duì)加速度的測(cè)量分辨率為8mg，滿足了離心機(jī)對(duì)加速度測(cè)量精度的要求。
加速度傳感器輸出的脈沖信號(hào)，所測(cè)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(cè)量過(guò)程中為常數(shù)利用單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器可分別測(cè)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(cè)量單片計(jì)算機(jī)將測(cè)得的沖擊加速度值通過(guò)串口傳送給離心機(jī)自動(dòng)控制器。