頻率測(cè)量?jī)x器介紹

個(gè)別的振動(dòng)焊接儀器上都自帶有加速度測(cè)量?jī)x，振動(dòng)焊接即在焊接的過程中施加振動(dòng)。但是保守的振動(dòng)焊接的加速度測(cè)量?jī)x器只能流動(dòng)在一點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，很難保證穩(wěn)幅和穩(wěn)頻的結(jié)果。振動(dòng)幅度和振動(dòng)頻率是表征振動(dòng)歷程的兩個(gè)主要參數(shù)。工程操縱中，個(gè)體用振動(dòng)加速度來庖代振動(dòng)幅度，二者都表達(dá)了振動(dòng)過程中的能量觀點(diǎn)。履行振動(dòng)焊接時(shí)，必要準(zhǔn)確而實(shí)時(shí)地測(cè)量加速度這個(gè)參數(shù)，以便于控制振動(dòng)歷程，保證相關(guān)工藝結(jié)果。為了進(jìn)一步研究振動(dòng)焊接在特定測(cè)試板上的振動(dòng)形式，把持現(xiàn)有前提，環(huán)抱加速度傳感器ADXL50假想開辟了一種低成本、低功耗、操縱及攜帶方便、展現(xiàn)直觀的振動(dòng)加速度-頻率測(cè)量?jī)x器。

　　1設(shè)計(jì)方案

　　本儀器包含傳感器及其焦點(diǎn)電路、信號(hào)調(diào)理電路、加速度一頻率展現(xiàn)三部分。傳感器及其焦點(diǎn)電路封裝于小型樊籬容器內(nèi)，如圖1所示。固定于振動(dòng)物體上，隨之同步振動(dòng)，輸出測(cè)量旌旗燈號(hào)；信號(hào)調(diào)理電路接收電信號(hào)，履行縮小、濾波等必要處理；經(jīng)過處理后的信號(hào)被送入展現(xiàn)部門，旌旗燈號(hào)的頻率和幅度以數(shù)值形式展現(xiàn)于LED數(shù)碼管上，實(shí)現(xiàn)加速度和頻率的實(shí)時(shí)丈量。

　　2傳感器及其焦點(diǎn)電路的設(shè)想

　　采用差動(dòng)電容作為癡鈍元件，選用了美國(guó)ADI公司出產(chǎn)的ADXL50加速度計(jì)作為振動(dòng)傳感器。被集成了單片集成電路上。用閉環(huán)反映力平衡技術(shù)和完整的信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成閉環(huán)隨動(dòng)式加速度計(jì)，其輸出電壓與其感觸的加速度成正比。

　　最大測(cè)量范圍為±50gg為重力加速度)輸出電壓范圍為0.254.75V靈敏度為20mV/g通過外接元件，ADXL50采用單電源+5V供電。連絡(luò)其內(nèi)置的緩沖放大器，調(diào)治放大倍數(shù)和0g時(shí)的電平，也可構(gòu)成濾波電路。

　　遏制頻率為1/RC2CC3=303Hz振動(dòng)時(shí)效和振動(dòng)焊接的頻率個(gè)體不超過200Hz是以可以或許滿足需要。調(diào)治可變電阻R4可以或許使傳感器ADXL50零加速度情況下的輸出為2.5V緩沖放大器放大倍數(shù)為RC2/RC3=5即傳感器輸出為0.1V/gRC2與CC3構(gòu)成一低通濾波器。

　　3信號(hào)調(diào)理電路

　　3.1放大電路

　　一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的負(fù)反映放大電路，信號(hào)調(diào)理電路中的放大器電路。調(diào)治可變電阻RW2阻值可進(jìn)一步微調(diào)輸出旌旗燈號(hào)的放大倍數(shù)。輸出信號(hào)減去0g電平，可使放大器輸出電壓值恰好為加速度值的1/10便于進(jìn)一步履行數(shù)字顯現(xiàn)。調(diào)治可變電阻RW2阻值可以微調(diào)0g電平，修改信號(hào)誤差。VSS為-5V供電電源，VCC為+5V供電電源，其余各圖與此相同，不予多述。為前進(jìn)系統(tǒng)集成度，全數(shù)系統(tǒng)中使用的四個(gè)運(yùn)放全部由TLC27L4供應(yīng)。

　　3.2濾波電路

　　采用施密特觸發(fā)器振蕩器自定時(shí)的雙電源供電。TLC04遏制頻次的穩(wěn)定性只與時(shí)鐘頻率穩(wěn)定性相關(guān)，濾波電路選用美國(guó)TI公司出產(chǎn)的巴特沃斯四階開關(guān)電容低通濾波器TLC04作為濾波電路的重要組成部門。遏制頻率時(shí)鐘可調(diào)，那時(shí)鐘一遏制頻率比為501是以假想遏制頻率為1/1.69RF1CF150=251.8Hz知足了振動(dòng)時(shí)效和振動(dòng)焊接工藝的請(qǐng)求。

　　3.3絕對(duì)值檢波電路

　　便于加速度值的進(jìn)一步數(shù)字顯現(xiàn)。即當(dāng)輸入信號(hào)Vin>0時(shí)，通過絕對(duì)值檢波電路（如圖6所示）可以或許對(duì)互換信號(hào)履行絕對(duì)值處理。輸出旌旗燈號(hào)Vout=Vin而當(dāng)Vin<0時(shí)，Vout=-Vin

　　4數(shù)據(jù)顯現(xiàn)

　　4.1加速度值顯示

　　直接通過數(shù)碼展現(xiàn)輸出旌旗燈號(hào)的電壓數(shù)值，絕對(duì)值電路輸出的電壓旌旗燈號(hào)在數(shù)值劣等于加速度值的1/10因此選用JL5135直流數(shù)字電壓表作為表頭。同時(shí)設(shè)置數(shù)字電壓表的小數(shù)點(diǎn)地位，使之入大10倍后展現(xiàn)值為加速度數(shù)值。

　　4.2頻率值顯示

　　使之成為呼應(yīng)頻次的方波信號(hào)，把濾波電路輸出的信號(hào)接入一開環(huán)放大器電路。操縱JL4ZPL-A 四位數(shù)顯自動(dòng)頻率表讀出頻率數(shù)值。

　　5電源部門

　　需提供±5V電源，全數(shù)系統(tǒng)采納4節(jié)1.5V充電干電池供電。為保證各集成電路芯片的正常任務(wù)。分袂采納TPS7350和TPS6735作為+5V和-5V穩(wěn)壓電源。

　　頻繁用于振動(dòng)時(shí)效和振動(dòng)焊接工藝的測(cè)控中，本儀器調(diào)試成功后。如上海寶冶工業(yè)裝配公司執(zhí)行的高爐厚板電渣焊振動(dòng)焊接工藝實(shí)行等。該儀器以春便攜式的設(shè)想、簡(jiǎn)單直觀的操縱方式和精確的測(cè)量成果得到相關(guān)技術(shù)人員不合好評(píng)。