电感式带钢对中检测系统设计实现与优化

摘要

在带钢连续生产设备和带钢处理设备中，特别是随着工艺设备的改进，机组速度逐年的提高，加工的带钢趋向又薄又宽，要使带钢无故障运送，并且卷取时边缘整齐，这是比较困难的[1][2]。为适应带钢快速连续生产，这就必须对带钢跑偏进行检测并控制。
　　针对上述问题，通过对电感式传感器的理论分析、仿真设计及实验验证，本文设计了一款电感式带钢对中检测系统。传感器整体结构简单，由两对发射线圈和接收线圈组成，根据电磁感应的原理检测带钢的位置。该系统以ARM Cortex-M3内核的32位微控制器STM32F103C8T6作为核心，并设计了外围电路以及上位机模块，实时检测及显示带钢位置情况。
　　本文通过理论分析、仿真与实验证实了电感式传感器的可行性，最后将该传感器应用于带钢对中检测系统中，经过实验测量，检测精度达到±0.5mm。

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1 绪论

1.1 带材对中检测及控制系统在工业应用中的背景及意义

1.2 国内外带材对中检测及控制系统发展状况

1.3 带钢对中检测常用几种方法及特点

1.4 本文主要研究内容

2 传感器设计

2.1 传感器的理论分析

2.2 传感器的Ansoft Maxwell仿真测量

2.3 传感器的实验测量

2.4 传感器的改进

2.5 传感器在带钢对中检测中的应用

2.6 本章小结

3 硬件电路设计

3.1 系统整体硬件框架

3.2 系统电源模块

3.3 STM32最小系统模块

3.4 信号发生器电路模块

3.5 功率放大电路模块

3.6 真有效值电路模块

3.7 A/D转换电路模块

3.8 RS485通讯电路模块

3.9 本章小结

4 系统软件设计

4.1 系统整体软件框架

4.2 串口初始化模块

4.3 SPI串行外设初始化模块

4.4 AD9851设置模块

4.5 ADC软件设置模块

4.6 本章小结

5 对中检测系统的实验测量

5.1 固定铝架对检测信号的影响研究

5.2 固定支架设计

5.3 实验测量

5.4 实验结果分析

5.5 本章小结

6 传感器的优化及带钢影响测量的研究

6.1 矩形线圈的宽度对检测曲线线性度的影响

6.2 带钢厚度对传感器检测的影响

6.3 带钢上下波动对传感器测量的影响

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献