涡流无损检测中变频激励新方法 a new methods of variable frequency excision for eddy current nondestructive testing.pdfVIP

第34卷第4期 电子工程师 V01．34No．4 2008年4月 ELECTRONICENGINEER Apr．2008 涡流无损检测中变频激励新方法 余为清，刘举平，杨树军 (华东交通大学机电工程学院，江西省南昌市330013) 摘要：DDFS(直接数字频率合成器)技术是一种重要的频率合成方法。具有频率精度高、频率变 换快、相位可连续线性变化等优点，在涡流无损检测中有着广泛的应用前景。在阐述DDFS原理的基 础上，分别论述了直接利用凌阳公司生产的片上型微处理器SPCE061A及利用MicroLinear公司生产 的单片电路ML2035实现变频激励的两种方法，详细阐述了两种变频激励方法的实现过程，通过实验 测试分析了两种方法的优缺点。通过涡流无损检测仪等实际应用表明所阐述方法合理可行、效果良 好。 关键词：直接数字频率合成；变频激励；涡流无损检测 中图分类号：TN741 相位控制字 O引言 波形发生电路是测试仪器、仪表中的重要电路，在 涡流无损检测仪器中，通常需要配置可变频率的正弦 信号发生电路，以满足测试工作条件。波形发生电路 产生的信号的精确性与稳定性将直接影响测试结果的 图1 DDFS在SPCE061A单片机上实现原理框图 可靠性，利用常规的模拟电路产生的正弦信号的精确 度和稳定性都较差，频率的改变往往通过继电器切换 利用MCU实现DDFS对微处理器本身的资源要 来实现，存在着耗能高、可靠性下降及频率设定与改换 烦琐等弊端。随着微处理器技术与数字电路技术的发 片上型单片机，具有集成度高、处理速度快的优点旧J， 展，DDFS(直接数字频率合成器)技术作为一种波形可方便地应用于DDFS发生。具体实现过程为：利用 发生方法得到了广泛的应用，由于SOC(片上系统)微c语言或其他高级语言生成正弦单周期的离散数据 处理器技术的快速发展，使得直接利用单片微处理器 表，并将此表进行格式转换后，存于单片机的Flash 实现DDFS成为可能，国外一些公司也推出了专用ROM中，以便利用地址查询的方式就可以得到D／A DDFS芯片，如MicoLinear公司的ML2035。本文介绍转换所需的数据，避免了单片机计算数据的时间开销。 在涡流检测中直接利用微处理器及采用ML2035实现单片机获得的频率参数厶实际上是用来设定均时间 DDFS变频激励的两种方法。 D／A转换的时间问隔△￡，由此就可知道输出信号的参 数为： 1软件DDFS原理与在SPCE061A单片机上 T=(Ⅳ一1)At (1) 的实现 (2) 软件DDFS原理可简化理解为对离散正弦信号的 Z。=了1 等间隔重放。DDFS包含频率控制字与相位累加单式中：Ⅳ为单周期点数；At为重放时间间隔以为设定 元、ROM正弦数据表、频率控制字、D／A转换器单元和频率。 LF(低通滤波器)单元…，基本原理如图l所示。 均时间问隔址，利用中断技术产生，可以保证精 度，重建波形质量很高。需要注意的问题是多周期正 分析图l可知，DDFS合成正弦信号的精度主要 取决于单周期信号离散的点数Ⅳ，同频率下，』I、r越大， 弦信号发生时，由于软件运行耗用一定的时问，往往造 则精度越高；同时，D／A转换器的位数越高，合成波形 成合成波形在衔接处发生畸