1 规划方案
如图1所示,本仪器包含传感器及其外围电路、信号调度电路、加速度一频率显现三部分。传感器及其外围电路封装于小型屏蔽容器内,固定于振荡物体上,随之同步振荡,输出丈量信号;信号调度电路接纳电信号,进行扩大、滤波等必要处理;经过处理后的信号被送入显现部分,信号的频率和起伏以数值方法显现于led数码管上,完成加速度和频率的实时丈量。
2 传感器及其外围电路的规划
选用了美国adi公司出产的adxl50加速度计作为振荡传感器。它被集成了单片集成电路上,选用差动电容作为灵敏元件,用闭环反应力平衡技能和完好的信号调度电路构成闭环随动式加速度计,其输出电压与其感触的加速度成正比。 图2所示为adxl50的引脚阐明。adxl50选用单电源+5v供电,最大丈量规模为±50g(g为重力加速度),输出电压规模为0.25~4.75v,灵敏度为20mv/g。经过外接元件,结合其内置的缓冲扩大器,调度扩大倍数和0g时的电平,也可构成滤波电路。
图3为传感器及其外围电路规划图。调度可变电阻r4能够使传感器adxl50在零加速度情况下的输出为2.5v。缓冲扩大器扩大倍数为rc2/rc3=5,即传感器输出为0.1v/g。rc2与cc3构成一低通滤波器,截止频率为1/rc2&TImes;cc3=303hz,振荡时效和振荡焊接的频率一般不超越200hz,因而能够满意需求。
3 信号调度电路
3.1 扩大电路
图4所示为信号调度电路中的扩大器电路,它是一个由运算扩大器构成的负反应扩大电路,调度可变电阻rw2的阻值可进一步微调输出信号的扩大倍数。输出信号减去0g电平,可使扩大器输出电压值刚好为加速度值的1/10,便于进一步进行数字显现。调度可变电阻rw2的阻值能够微调0g电平,批改信号误差。图中vss为-5v供电电源,vcc为+5v供电电源,其他各图与此相同,不予多述。为进步体系集成度,整个体系中运用的四个运放悉数由tlc27l4供给。
3.2 滤波电路
滤波电路如图5所示。选用美国TI公司出产的巴特沃斯四阶开关电容低通滤波器tlc04作为滤波电路的首要组成部分,选用施密特触发器振荡器自守时的双电源供电。tlc04的截止频率的稳定性只与时钟频率稳定性相关,截止频率时钟可调,其时钟一截止频率比为50:1,因而规划截止频率为1/1.69&TImes;rf1&TImes;cf1×50=251.8hz,满意了振荡时效和振荡焊接工艺的要求。
3.3 绝对值检波电路
经过绝对值检波电路(如图6所示)能够对沟通信号进行绝对值处理,便于加速度值的进一步数字显现。即当输入信号vin>0时,输出信号vout=vin;而当vin<0时,vout=-vin。
4 数据显现
4.1 加速度值显现
绝对值电路输出的电压信号在数值上等于加速度值的1/10。因而选用jl5135直流数字电压表作为表头,直接经过数码显现输出信号的电压数值,一起设置数字电压表的小数点方位,使之入大10倍后显现值为加速度数值。
4.2 频率值显现
把滤波电路输出的信号接入一开环扩大器电路,使之成为相应频率的方波信号,运用jl4zpl-a四位数显主动频率表读出频率数值。
5 电源部分
整个体系选用4节1.5v充电干电池供电。为确保各集成电路芯片的正常作业,需供给±5v电源。如图7所示,别离选用tps7350和tps6735作为+5v和-5v稳压电源。
本仪器调试成功后,屡次用于振荡时效和振荡焊接工艺的测控中,如上海宝冶工业安装公司进行的高炉厚板电渣焊振荡焊接工艺实验等。该仪器以春便携式的规划、简略直观的运用方法和准确的丈量作用得到了相关技能人员共同好评。
在此基础上,作者将进一步深入研究,开发根据工控机、单片机的振荡进程丈量与控制体系,终究构成完善的焊接振荡时效和振荡焊接的测控剖析产品系列。