《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種受迫振動系統(tǒng)的自動測控方法
摘要: 通過激振使懸臂梁產(chǎn)生受迫振動,其振動信號可通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)放大器將該弱信號放大至0~5 V,再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器,將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,進(jìn)入單片機進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,處理的結(jié)果送七段數(shù)碼顯示對應(yīng)頻率的加速度值。
Abstract:
Key words :

1 振動測量原理

通過激振使懸臂梁產(chǎn)生受迫振動,其振動信號可通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)放大器將該弱信號放大至0~5 V,再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器,將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,進(jìn)入單片機進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,處理的結(jié)果送七段數(shù)碼顯示對應(yīng)頻率的加速度值。

振動系統(tǒng)的測量原理如圖1所示,由信號發(fā)生器向激振器提供周期性電壓信號,使激振器產(chǎn)生周期性策動力,對彈性梁激振,這樣彈性梁產(chǎn)生受迫振動,由壓電式加速度傳感器將振動的加速度信號轉(zhuǎn)換為電信號。

2 硬件接口設(shè)計

(1)硬件系統(tǒng)框圖

硬件系統(tǒng)框圖如圖2所示。

(2)加速度傳感器的選擇

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的要求,采用GIA型壓電式加速度傳感器。

測量范圍0.1g~25g,頻率范圍0.5~500 Hz。

(3)放大器電路

放大器電路如圖3所示。

其中,C1和R1構(gòu)成高通濾波器,硝除直流成分及溫度漂移產(chǎn)生的影響,A為比例放大器,放大倍數(shù)由R2和R3確定,R4和C2為濾去高頻雜音之用。

(4)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖4所示。

選用ADC0809完成此項功能,圖中8031的P2.7~P2.5經(jīng)74LS138進(jìn)行全譯碼,由于用Y7參與ADC0809端口地址的確定,所以與8031的讀/寫信號經(jīng)或非門進(jìn)行組合,確定ADC0809的地址為FFFFH。

 

(5)靜態(tài)顯示接口電路

靜態(tài)顯示接口電路如圖5所示。

3 軟件部分

根據(jù)硬件連線情況,對A/D轉(zhuǎn)換部分采用中斷的方法,根據(jù)實驗測得的結(jié)果確立數(shù)據(jù)表格,對采樣數(shù)據(jù)的處理采用查表的方法,對顯示部分的處理采用串行輸出靜態(tài)顯示的方案。

主控程序流程如圖6所示,查表顯示程序框圖如圖7所示。

4 結(jié)語

懸臂梁受迫振動自動控制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,控制方便,提高了實驗效率,有效地克服了視覺誤差,如能應(yīng)用于實驗教學(xué),對于深入研究振動規(guī)律,能起到很好的輔助作用。

 

 

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