本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集板，尤其涉及一種基于ARM電液伺服閥頻率特性測(cè)試書(shū)記采集板。
技術(shù)背景
電液伺服閥特性測(cè)試儀是傳統(tǒng)的電液伺服閥頻率特性測(cè)試裝置的最重要的組成部分，它采用分立模擬電子原件器材設(shè)計(jì)，并有專(zhuān)業(yè)企業(yè)制造銷(xiāo)售。傳統(tǒng)測(cè)試儀體積大而笨重，操作復(fù)雜，檢修不易。隨著現(xiàn)代未處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度普及和發(fā)展，研發(fā)以未處理為核心的電液伺服閥平率特性測(cè)試系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)模擬的平率特性測(cè)試儀是十分必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是對(duì)被測(cè)試伺服閥施加設(shè)定頻率和設(shè)定幅值的正弦信號(hào)、采集動(dòng)態(tài)測(cè)量速度傳感器和位移傳感器的輸出信號(hào)、數(shù)據(jù)通過(guò)串口和上位機(jī)現(xiàn)實(shí)通訊。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于電液伺服閥平率特性測(cè)試數(shù)據(jù)采集板，它包括CPU、AD9833、AD5160、隔直電路、SPA總線(xiàn)AD7323；其特征是：所述的SPA總線(xiàn)上分別連接CPU、AD9833、AD5160和AD7323；所述的AD5160末端連接有隔直電路，隔直電路通過(guò)通道0連接AD7323，隔直電路連接被測(cè)對(duì)象；被測(cè)對(duì)象末端通過(guò)通道1連接AD7323.
本發(fā)明中，所述的CPU采用NXP的LPC2132.
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于ARM電液伺服閥平率特性測(cè)試數(shù)據(jù)采集板在下面幾個(gè)方面具有顯著特征：
1、采用NXP的LPC2132 ARM7作為系統(tǒng)核心CPU，與AD9833、AD5160、AD7323等芯片通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換
2、AD9833來(lái)產(chǎn)生平率和幅值可調(diào)的正弦波信號(hào)，信號(hào)穩(wěn)定精度高，功耗小。
3、數(shù)字電位器AD5160實(shí)現(xiàn)正弦波信號(hào)的幅值調(diào)節(jié)，幅值設(shè)置調(diào)節(jié)精確方便。
4、選用了AD7323真雙極性的ADC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行書(shū)記采集，采樣速度快，實(shí)時(shí)性好。
5、LPC2132定時(shí)通過(guò)SPI接口從AD7323讀取采集的數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給上位的計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明以成功的應(yīng)用于電液伺服閥平率特性裝置中。工程應(yīng)用實(shí)踐證明，本發(fā)明工作性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)精確可靠、重量輕體積小，使用方便。
附圖說(shuō)明
圖1為電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
基于ARM電液伺服閥頻率特性測(cè)試數(shù)據(jù)采集板和本公司研發(fā)的傳感器外置型動(dòng)態(tài)測(cè)試缸集成使用構(gòu)成一套完整的電液伺服閥頻率特性測(cè)試測(cè)試裝置。本發(fā)明一句多步激勵(lì)法測(cè)量電液伺服閥的頻率特性。該方法的基本原理是給伺服閥施加一定頻率和一定幅值激勵(lì)的正弦信號(hào)，伺服閥的響應(yīng)信號(hào)一輸出流量也是一個(gè)相同頻率的正弦，但其幅值和相位不同；在測(cè)試的頻率的頻率范圍內(nèi)，選擇若干個(gè)頻率測(cè)試點(diǎn)；在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)，用一定頻率和幅值的正弦施加于被測(cè)閥進(jìn)行激勵(lì)，并同時(shí)采集被測(cè)對(duì)象的響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算不同頻率下的良心好的幅值比和相位比，即可獲得被測(cè)閥的頻率響應(yīng)特性。
如圖1所示，本發(fā)明采用NXP的LPC2132 ARM7作為系統(tǒng)核心CPU，使用AD9833來(lái)產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波信號(hào)，使用AD5160對(duì)正弦波信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。而對(duì)已采樣本分，由于系統(tǒng)要求的正弦波幅度在-5V~+5V,因此，選用了AD7323真雙極性的ADC傳喚器進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。
正弦波產(chǎn)生;AD9833是一款低功耗，可編程波形發(fā)生器，通過(guò)SPI接口可對(duì)輸出的波形的頻率和相位進(jìn)行編程調(diào)節(jié)。AD9833在主頻時(shí)鐘為25MHz時(shí)，精度為0.1Hz；在主頻時(shí)鐘為1MHz時(shí)，精度可以達(dá)到0.004Hz。AD9833輸出頻率范圍為0MHz~12.5MHz的工作電壓范圍為2.3V~5.5V，而在3V是，功耗僅為20mW.
幅值控制：AD5160有256插頭，電阻值有5K.10K,50K,100K四種規(guī)格。其工作電壓范圍在2.7V~5.5V，CPU通過(guò)SPI總線(xiàn)對(duì)其進(jìn)行控制。
數(shù)據(jù)采集：由于系統(tǒng)要求的正弦波幅度在-5V~+5V，因此AD7323真雙極性的ADC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行書(shū)記采樣，AD7323是一款4通道、12位帶符號(hào)位的逐次逼近型ADC。該ADC配有一個(gè)高速SPI接口，
本發(fā)明的電路原理方框圖如附圖1所示。首先由LPC2132 ARM CPU 控制AD9833產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波信號(hào)。AD9833產(chǎn)生的正弦波信號(hào)峰峰值為1V。AD9833的正弦波信號(hào)輸入AD5160。AD5160是一個(gè)可控的數(shù)字電位器。LPC2132通過(guò)SPI總線(xiàn)時(shí)AD5160進(jìn)行控制，對(duì)AD9833產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分壓，使得AD9833產(chǎn)生的正弦波信號(hào)在進(jìn)行AD5160后，其峰峰值可在0V~1V之間進(jìn)行變化。
AD5160輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)放進(jìn)行復(fù)制放大后達(dá)到0~10V，最后進(jìn)行隔直電路，是輸出信號(hào)在-5V~+5V之間，通過(guò)通道0把信號(hào)傳遞到AD7323.激勵(lì)信號(hào)通過(guò)被測(cè)對(duì)象，從而變成響應(yīng)信號(hào)，響應(yīng)信號(hào)通過(guò)通道1連接AD7323。AD7323同時(shí)記錄傳感器的正弦波信號(hào)，以及傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采集。LPC2132再定時(shí)通過(guò)SPI接口從AD7323讀取采集的數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)。