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离心机加速度传感器与控制计算机的接口设计

时间:2008-09-22      阅读:502

 加速度传感器输出信号有模拟信号和脉冲调宽信号两种,如用传感器输出的模拟信号需要增加A/D转换器,由于加速度传感器需安装在离心机上距离心机控制/器较远.加速度传感器输出的信号较弱,传输过程中容易受到干扰,而且A/D转换器成本较高;如采用加速度传感器输出的脉冲调宽信号,可不受干扰地远距离传输,离心机/的控制计算机使用的是可编程序控制器,对lkHz以上的脉冲调宽信号测量分辨率不够;考虑到这些因素,可用低成本、体积小的单片计算机与加速度传感器安装在一起把传感器输出信号*行测量、计算处理,然后再传送给控制计算机。

           加速度传感器输出只有两路信号,测量较简单,我们选用了ATMEI 公司生产的AT89C2051单片计算机 ],AT89C2051与MCS一51系列单片机*兼容Ⅲ ,20引脚,内部有2k字节闪存作为程序存贮器,可满足两轴加速度的测量。考虑到测量数据要传送至离心机控制计算机,而传输距离较远,两计算机采用串行通讯方式, 由于离心机控制器使用的可编程序控制器有两个RS一232C接口Is],可用其中一个Rs一232C接口与加速度测量单片机进行通讯获取加速度测量值,加速度/测量单片计算机扩展一个RS一232C接口, 对加速度的测量是通过测量其输出的脉冲调宽信号的脉冲宽度。为了得到较高的分辨率,测量脉冲调宽信号计数器的计数频率应越高越好,AT89C2051单片计算机的zui高工作频率是12MHz,在此工作频率下其计数器计数时钟频率为1MHz,对加速度的测量分辨率为8mg,满足了离心机对加速度测量精度的要求。
      加速度传感器输出的脉冲信号,所测每个坐标轴的加速度:
      A(g)= (T1/丁2—0.5)/12.5%
其中丁2由外接电阻Rset设定:T2=Rset/125M,在测量过程中为常数利用单片机的两个定时器可分别测出Tlx和Tly,可根据上式计算出Ax和A ,从而计算出离心机的冲击加速度:A= +AC
测量单片计算机将测得的冲击加速度值通过串口传送给离心机自动控制器。
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