粗纱及细纱压力仪的研制.docVIP

第一页 一种基于ADμC812皮辊压力仪的研制 东飞马佐里集团—江苏新盐纺有限公司技术部 盐城 224000 摘要：本文阐述了一种ADμC812单片机开发的测量纺织企业细纱设备前驱、中驱、后驱压力的压力仪的开发过程，并对ADμC812单片机的应用做了简单说明。 关键词： ADμC812单片机、线性化处理、A/D转换、粗纱机、细纱机、前档压力、中档压力、后档压力 纺织企业中粗纱、细纱是两道重要的生产流程，对粗纱及细纱生产工艺的控制对成品纱来讲至关重要。粗纱及细纱中的皮辊压力（前档压力、中档压力、后档压力）是该类设备整定的一个重要技术参数。目前购买的压力检定仪一则价格较高，二则普遍存在测量精度不高。笔者介绍一种利用ADμC812单片机开发的压力检定仪。此设备成本低、精度高、实现容易适合企业自己制作。 系统概况 图（1） 系统结构简图 由图（1）可知，该系统中的核心器件是ADμC812单片机，该芯片是主集成的12位数据采集系统。它在单片芯片中包含了高性能的自检准多通道ADC，2个12位DAC及可编程的8位MCU（与5051兼容）。8KB的闪速/电擦除程序存储器，640B的闪速/电擦除数据存储器，256B数据SRAM。采用ADUC812的片内A/D和D/A转换器减少了电路体积和电路开发的成本。传感器采集的模拟信号经过光耦合TLP512—4进入单片机，由单片机内部的A/D转换器进行A/D转换。A/D转换器是10位逐次逼近的A/D转换器。A/D转换器的线性误差为± (1/2)LSB,转换时间是5μs，转换结果存在ADCDATAH/L中。 压力传感器选择安徽合肥传感器电子有限公司的0~500N压辊传感器。该传感器是采用电阻应变片组成全桥转换电路的传感器，供桥电压为5V。由全桥转换电路可知：V0=V△R1/R1，（R1：应变片的初值，ΔR1：受压力后电阻应变片的电阻变化值），当负载电阻RL=∞时，理论上没有非线性误差。同时还起温度补偿作用。由于ADμC812单片机的是12位，可知理论精度500N/212－1,达到0.1N,完全满足粗纱、细纱工艺的要求。 电源部分可采用开关电源或线形电源，采用开关电源有功耗低的优点。适合便携式设备。但成本较线形电源要高，根据该压力检定仪使用情况，我采用W78××系列稳定器构成线形电源。显示部分用5只数码管来显示（百，十，个，小数点，十分之一位）。 系统软件构成： 传感器实际线形度的整定： 传感器的非线形误差是整个系统测量误差的最重要环节。除在硬件上采用一级电压跟随器处理传感器的输出模拟量以提高传感器的输出电阻外。在软件上采用直线等分插值法进行线形化处理。插值表的获得是等分直线插值法的基本工作。获取插值表时，硬件电路不作任何改动。软件部分只要将显示子程序编制成在数码管显示12位 A/D转换的结果值（D值），每隔5N获取一个值，共101个值。压力给定用市计量测试所的0.01N精度压力检定仪给压力。获得的0～500N时，ADμC812的内部12位A/D转换数值表如表（1） 压力（N） 0 5 10 15 20 25 …… 200 …… 495 500 D值 0 41 81 123 163 204 …… 1637 …… 4055 4095 表（1）：A/D转换对应表 系统中线形处理公式为；Ni=NK + ( NK+1-NK)(Ni-Nk) ni+1-ni ,其中： NK+1 ——-测量值所在分区的压力上限值 NK ——测量值所在分区的压力下限值 ni ——测量值所在分区的上限值（D值） ni+1 ——测量值所在分区的下限值（D值） Ni —— 整定后的测量值（压力值） 2.软件的具体实现： 单片机编程采用C语言开发、整个流程图见图（2），采用定时器中断来启动A/D转换，用C语言开发的简单、快捷，就本系统来说执行效率不如汇编语言编程的缺点无关大局。  图（2）：系统软件流程图及定时器中断子程序 其中数据处理部分包括线性化处理、压力值运算部分，其中线性化处理部分和中断子程序的源代码为： 线性化处理程序： long count_Ne(unsigned int ad_N) { Unsiged long js1,js2; Unsiged char js=0; While (1) {js1=counter [js]; Js2=counter [js+1] If (ad_N=js1ad_N=js2) { N1=Nee[js] N2=Nee[js+1] N=N1+(ad_N_j