在x 方向位移作用下, 主要是下面一组应变梁发生变形, 产生较大的应变, 反之在y 方向位移作用下, 主要是上面一组应变梁发生变形。同时,
有限元分析显示在应变梁的这种变形情况下, z 方向( 沿应变梁长度方向) 的应变明显大于x 和y 方向的应变, 所以应变片沿z 方向粘贴以测量z
方向应变。其次, 应变梁的下端和上端分别为应变正负大的区域, 在这些位置放置应变片, 能够在同样的条件下产生较大的输出。在x 方向位移作用下,
下应变梁在应变片的应变栅区域的节点平均应变为365. 86 le, 而上应变梁为0. 41 le。
移动精密平台(www.zgjkkj.com)在y 方向位移作用下,
上应变梁在应变片的应变栅区域的节点平均应变为370. 29 le, 而下应变梁为0. 93 le。这表明传感器对x、y 方向位移的应变耦合很小, 因而,
微位移检测传感器在x、y 方向的测量将具有较高的准确性。从0~ 25 lm 以5 lm 为间隔施加位移载荷进行有限元计算, x、y
方向位移载荷作用下弹性体的最大应变曲线如图4 所示( 450, 408) 。分析结果表明传感器结构具有很好的输入输出线性关系。
移动精密平台(www.zgjkkj.com)电路设计
二维微位移平台测量系统的处理电路由电源模块、信号调理模块、电源监控模块、信号处理模块、通讯模块组成。
电源模块对整个系统进行供电,
数字地与模拟地分离, 在一点相连, 减少了外界以及数字电路对模拟电路部分的干扰。电源监控模块对信号处理模块msc1210 的工作电压进行监控,
一旦msc1210 的工作电压低于复位阈值电压, 电源监控模块将帮助其复位, 从而保证了工作电压的可靠性。信号处理模块msc1210
是一种基于片上系统的微处理器, 运算速度快、精度高、功耗低, 附带多个增强功能, 集成度高。msc1210 具有高达24 位无丢失码a/ d 转换, 在10
hz 采样频率下转换可得到22 位有效转换结果, 精度高。采样值在进行信号调理后进入msc1210, 经多路开关、bu f、pga 、滤波、adc
及运算处理后, 数字信号通过u art 传送到通讯模块, 经转换, 与pc 机的rs232 串口进行通讯。当msc1210 的psen脚拉低时,
这一接口还可用于下载程序。
移动精密平台(www.zgjkkj.com)软件设计
软件设计包括微处理器(
下位机) 的程序设计和上位机的程序设计。其中, 微处理器的程序是用keil c51 编译器在uvisio n2 的环境中编写而成的。下位机程序流程框图如图6
所示。首先, 对rs232串口和msc1210 进行初始化, 并接受pc 机的初始化信息。当pc 机启动控制后, a dc 开始工作, 判断adc
是否达到稳定工作的条件, 如果满足则选择下一通道继续进行采样。msc1210 采用的是高精度的delta- sigma a dc,
它具有精度高、线性好、动态范围高和防混淆要求低等优点