| 如果所测转子的正弦信号根据以上的放大倍数经过模数转换后低于500 mV,微处理器控制模拟开关,把放大倍数提升一挡,使放大后的电压更加接近于A/D采样的参考电压。4实验结果为了验证设计的硬件电路和软件的可靠性,本研究利用激振器输出一定频率和幅值的正弦信号,并用示波器观察经过放大系统以后的信号变化。如图4所示,激振器信号频率约为16 Hz,幅值约为0.018 V;放大后信号的中心值约为2.5 V,幅值电压约为1.15 V。与程序设计的放大64倍的理论值也相当接近。如图5所示的信号频率大约28 Hz,电压幅值大约为0.028 V的激振器经过放大以后的输出电压。从图上可以看出中心电压约为2.5 V,幅值约为1.8 V,频率约为28 Hz。根据设计的软件,28 Hz的信号应该放大16倍,输出的电压幅值应该约为0.45 V。由于0.45 V小于0.5 V,软件把放大倍数调整为64倍,理论结果应为1.8 V与实验结果相当吻合。如图6所示的激振器信号约为65 Hz,幅值约为0.24 V。放大后信号的中心值约为2.5 V,幅值电压约为1 V,与理论值相近。107 Hz信号的幅值约为0.7 V,已经大于0.5 V不需放大,只加了2.5 V的偏置电压,图的形椤?怽5B3s\0CJ\f状基本不变(如图7所示)i图7频率约为107 H z的信号经过放大以后的电压信号大都在1~4 V之间,使得模数转换的精度大大提高,为提高整个现场动平衡仪的精度奠定了基础。5结束语实验结果证明,该放大换档系统能够把一个信号放大到合适的大小,使得模数转换的结果达到非常高的精度。该系统最方便的地方就是它只要根据光电传感器测出的转速频率就可以通过AVR芯片控制CD4052导通其中一路电阻来确定放大倍数,从而极大地简化了编程和后续处理。加参考电压的办法不仅可以解决电压正负的问题,而且可以保证所有的信号电压都大于0.5 V,从而提高了模数转换精度;但是另一方面它减小了现场动平衡仪的测量范围,这一问题有待于在进一步的研究中加以解决。 |
