智能电激型场式时栅位移传感器系统

摘要

时栅位移传感器是一种全新的位移传感器，研究时栅位移传感器是一项开创性的工作，具有深远的意义。与光栅等传统栅式位移传感器相比，时栅位移传感器具有制造工艺简单、结构简单、抗干扰能力强、成本低、智能化程度高等显著优势，具有很好的市场前景。 智能时栅位移传感器系统主要由电激型场式时栅位移传感器和虚拟位移测量仪组成，用于精密位移测量。 本文介绍了智能时栅位移传感器系统的结构及组成原理，重点论述了在时空坐标转换理论和“场式运动坐标系”思想指导下，依据智能传感器的特点和设计方法，研制智能时栅位移传感器硬件电路和软件的过程。并阐述了虚拟位移测量仪的设计方法。最后作者展望了时栅位移传感器系统未来的研究工作，提出了研制网络化智能时栅位移传感器的目标。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的来源及意义

1.2国内外研究现状

1.3传感器、智能传感器与智能传感器系统

1.4论文的主要研究内容

2传感器工作原理及组成

2.1电激型场式时栅位移传感器原理

2.1.1传统栅式位移传感器数学模型

2.1.2相对运动双坐标系思想的描述

2.1.3单齿式时栅位移传感器方案

2.1.4电激型场式时栅位移传感器新思想

2.2电路原理

2.3程序结构

2.4电磁兼容性设计与系统优化

3传感器硬件电路设计

3.1微弱信号处理电路

3.1.1仪用差动放大器

3.1.2带通滤波电路

3.1.3整形电路

3.2 CPLD系统设计和逻辑仿真

3.2.1比相电路

3.2.2时钟插补电路

3.2.3计数电路

3.2.4总线收发三态控制电路

3.2.5 CPLD的系统逻辑功能仿真

3.3高频时钟脉冲产生电路

3.4双MCU及其外围电路

3.5接口电路

3.6电源电路

4传感器软件设计

4.1主单片机程序设计

4.1.1初始化

4.1.2数据采集与处理

4.1.3主MCU与PC机间数据通信

4.2副单片机程序设计

4.2.1初始化

4.2.2数据采集与处理

4.2.3主、副单片机间数据传输

5传感器系统设计

5.1传感器系统简介

5.2系统硬件连接

5.2.1新型LED显示电路

5.2.2硬件连接

5.3虚拟位移测量仪设计

5.3.1仪器面板功能简介

5.3.2软件设计

6实验结果

6.2实验结果与分析

7结论与展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

附录