位移测量系统设计Word文档格式.docx

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目录

第一章绪论·

·

1.1位移测量及其传感器简介·

1.2光栅位移测量技术简介·

第二章原理及方案说明·

2.1方案选择及原理·

2.2位移测量参数及电路参数分析·

第三章系统电路的设计·

3.1硬件电路的设计·

3.1.1单片机的选择·

3.1.2AT89C51的介绍·

3.1.31XP8001-1简介·

3.2软件的设计·

第四章显示部分·

4.1LCD显示器·

4.2LCD分类及特点·

4.3LCD1602液晶显示器·

第五章仿真实现·

5.1PROTEUS仿真软件简介·

5.2KEIL软件的简介·

结论·

致谢·

参考文献·

第一章绪论

1.1位移测量及其传感器简介

位移包括线位移和角位移。

在工业生产过程中需要大量的位移检测，而且位移检测还是测量诸如力、扭矩、速度、加速度、流量等参数的基础。

位移是矢量，其不仅具有大小，而且还具有方向。

在实际测量中，应使二者方向重合，这样才可以得到比较满意的测量结果。

若二者的方向不重合，则会使测量结果产生较大的误差。

在具体测量时，要依据测量对象的不同，而灵活选择测量点、方向与系统。

位移传感器，放大电路以及显示器组成了位移测量系统。

其中选用合适的位移传感器是本次设计的关键。

应用场合不同，所选用的传感器也不同。

表1.1-1中是一些主要位移传感器的性能与特点的介绍。

表1.1-1常用位移传感器一览表

型式

测量范围

精确度

直线性

特点

电阻式

滑线式

线位移

1~300mm

±

0.1%

分辨力较好，可静态或动态

测量。

机械结构不牢固

角位移

0~360°

变阻器式

1~1000mm

0.5%

结构牢固，寿命长，但分辨

力差，电噪声大

0~60r

应

变

式

非粘贴的

0.15%应变

1%

不牢固

粘贴的

0.3%应变

2%~3%

使用方便，需温度补偿

半导体的

0.25%应变

2%~3%

满刻度±

20%

输出幅值大，温度灵敏性高

电

感

自感式

变气隙型

0.2mm

3%

只宜用于微小位移测量

螺管型

1.5~2mm

测量范围较前者宽，使用方

便可靠，动态性能较差

特大型

300~2000mm

0.15

%

~1%

差动变压器

0.08~75mm

0.5％

分辨力好，受到磁场干扰时需屏蔽

涡电流式

2.5~±

250mm

1

~3%

<

分辨力好，受被测物

体材料、形状、加工

质量影响

同步机

360°

0.1°

~

7°

可在1200r/min转速工作，坚固，对温度和湿度不敏感

微动同步器

10°

0.05%

非线性误差与变压比

和测量范围有关

旋转变压器

60°

电容式

变面积

10-3~103mm

0.005%

受介电常数因环境温

度、湿度而变化的影响

变间距

10-3~10mm

分辨力很好，但测量

范围很小，只能在小

范围内近似地保存线性

霍尔元件

1.5mm

结构简单，动态特性好

感应同步器

直线式

10-3~104mm

2.5μm

模拟和数字混合测量系统，数字显示（直线式感应同步器的分辨

旋转式

0o~360°

0.5°

力可达1μm）

计量

光栅

长光栅

3μm

1m

同上（长光栅分辨力

可达1μm）

圆光栅

0.5”

磁尺

长磁尺

5μm

测量时工作速度可达

12m/min

圆磁尺

1”

角度

编码

器

接触式

10-6rad

分辨力好，可靠性高

光电式

本次毕业设计所采用的光电编码器具有许多优点，比如响应快、精度高、抗干扰能