中文摘要:
本测量系统采用平面线圈的电涡流传感器结构, 定频调幅式电涡流传感器测量电路, 利用 MSP430F133 系列单片机对测量系统数据进行采集和处理,并对该测量系统应用于防水数显卡尺中的可行性进行了初始阶段的试验。与调频电路相比,定频调幅电路具有响应快、功耗低、稳定性好的突出特点;MSP430F133 具有超低功耗特性,为本测量系统应用于便携式测量设备提供保证。
0 引言
传统的电涡流传感器主要应用于变距离式测量。变距离式涡流传感器的测试精度高,但测量范围小。而变面积式的电涡流传感器测量量程主要取决于线圈的尺寸。本文讨论的变面积式电涡流传感器采用平面线圈结构,利用MSP430F133 系列单片机对多通道涡流信号进行采样,扩充了电涡流传感器的测试量程,实现了横向位移测量。研究这种电涡流传感器的技术,对于开展移动式传感器的研究、拓宽涡流传感器的使用范围、新型传感器的研制等均有理论指导意义。本测量系统采用MSP430 系列超低功耗类型的单片机,并将该测量系统应用于防水数显卡尺等手持设备中。
2定频调幅式测量电路
电涡流传感器的测量电路可以归纳为:调幅式和调频式两种。调幅式又可分为恒定频率的载波调幅式与频率变化的载波调幅两种。根据测量电路可以把电涡流传感器分为3 种类型,即:定频调幅式, 变频调幅式和调频式,这里采用的是定频调幅式电路 。
3 信号处理以及数据采集系统
MSP430 系列单片机的低功耗特性,使其广泛应用于便携式设备中,本文提到的测量系统就采用了TI 公司的这一系列单片机中的MSP430F133 。其内部自带的ADC12 模数转换模块能够实现12 位精度的模数转换,具有高速通用的特点,本数据采集 系统就是利用MSP430F133 实现了数据采集和处理(见图3) 。为了消除电路的非线性误差、提高测量的灵敏度,对两个传感器线圈进行差动分析, 即利用 MSP430 对两路输出信号进行多次数据采集,采用 ADC12 中序列通道多次转换的转换模式[6 ] ,利用 MSP430F133 进行数据采集以及数据处理,下面仅列出一个测量周期的数据采集结果,试验结果如图...