亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        壓力變送器數(shù)字測量模塊的設(shè)計與實現(xiàn)*

        2023-06-05 00:49:50吳根平劉志宏華鍇瑋高政新
        艦船電子工程 2023年1期
        關(guān)鍵詞:程序模塊變送器電源

        吳根平 王 浩 劉志宏 黃 柳 華鍇瑋 高政新

        (1.武漢第二船舶設(shè)計研究所 武漢 430064)(2.中國人民解放軍92351部隊02分隊 三亞 572016)

        1 引言

        壓力變送器作為可用作氣壓、液壓、壓力差等物理量的測量,具有優(yōu)良的性能和出色的穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于船舶工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域[1]。傳統(tǒng)壓力變送器采用工業(yè)過程控制領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的4mA~20mA 模擬電流輸出及HART 協(xié)議半數(shù)字輸出方式,只能單向傳輸,信道為一對一,已逐漸不能滿足現(xiàn)場設(shè)備與控制系統(tǒng)間信息交換的需求[2]。

        在全數(shù)字化、智能化的工業(yè)4.0時代,工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的數(shù)字化具有重要意義。將工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的模擬傳輸?shù)膲毫ψ兯推鲾?shù)字化改造為數(shù)字式壓力變送器,是時間短、見效快實現(xiàn)數(shù)字化的重要舉措。針對模擬傳輸型壓力變送器數(shù)字化改造需求,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種小體積的、高精度的、數(shù)字式的壓力測量模塊,可嵌入安裝于壓力變送器內(nèi),實現(xiàn)壓力變送器的數(shù)字化。

        2 系統(tǒng)總體方案

        壓力測量模塊總體方案如圖1所示,主要包括電源電路、微處理器電路、信號調(diào)理電路、CAN通信電路等部分。電源電路將外部電源轉(zhuǎn)換為其他電路所需電源并供電。信號調(diào)理電路將輸入的4mA~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號變換為微處理器電路可采集的電壓信號,經(jīng)微處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換并由軟件濾波處理,通過CAN 通信電路將信息輸出到外部CAN通信總線。

        圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

        2.1 電源電路設(shè)計

        電源電路主要功能為通過將24V 直流電源變換為5V、±15V 等電源,為模塊內(nèi)部的其他電路提供電源。通過WRB2405S 芯片將直流24V 電源轉(zhuǎn)換為直流5V 電源供微處理器電路的直流5V 電源通過WRB2405S芯片實現(xiàn);CAN通信電路使用的直流5V 電源通過MAU122 芯片實現(xiàn);信號調(diào)理電路使用的±15V電源通過MAU129芯片實現(xiàn)。

        2.2 微處理器電路設(shè)計

        微處理器電路主要功能為通過附帶電路實現(xiàn)微處理器自身基礎(chǔ)運行。微處理器選用MC9XS128 系列單片機的芯片,該芯片供電電源為直流5V,電源抗干擾能力強,且內(nèi)部包含12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器及CAN 通信控制器,可極大簡化外圍電路。微處理器復(fù)位選用TPS3808G50復(fù)位芯片。采用16MHz 無源晶振方式,啟振通過外接兩個18pF對稱電容實現(xiàn)。

        2.3 信號調(diào)理電路設(shè)計

        信號調(diào)理電路主要功能為將標(biāo)準(zhǔn)電流信號通過電流電源變換后轉(zhuǎn)為合理范圍內(nèi)的電壓信號。4mA~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號為壓力傳感器輸出,電流轉(zhuǎn)換電壓通過精密的10Ω采樣電阻實現(xiàn)。信號源端與采樣終端的完全電氣隔離,采用高可靠隔離性好的AMC1100 電流傳感芯片實現(xiàn)。后級通過運算放大器OPA2227 電路,進一步將壓力信號放大為0V~4.5V電壓信號送入微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

        2.4 CAN通信電路設(shè)計

        因CAN 通信控制器由微處理器內(nèi)部自帶,CAN 通信電路僅需實現(xiàn)CAN 通信驅(qū)動器部分電路。CAN通信驅(qū)動器選用帶隔離的、抗干擾性強的CTM1051芯片,將邏輯電平轉(zhuǎn)換為差分電平并通過CANH引腳和CANL引腳輸出。

        3 軟件設(shè)計

        壓力變送器壓力測量模塊運行的軟件為直接嵌入式軟件,主要包括兩個模塊:一是初始化與定期中斷程序模塊,二是模/數(shù)轉(zhuǎn)換與處理程序模塊組成。整個軟件按照GJB5000A標(biāo)準(zhǔn)完成軟件開發(fā)和工程管理,在CodeWarrior 開發(fā)環(huán)境中完成程序的所有編寫、編譯、調(diào)試及下載。

        3.1 初始化與定期中斷程序模塊設(shè)計

        初始化與定期中斷程序模塊功能主要包括系統(tǒng)各模塊的初始化,以及設(shè)置并啟動定時器中斷服務(wù)程序。系統(tǒng)上電后,首先進行系統(tǒng)初始化并開啟定時器。其次,定時周期性地采集模擬信號并將信號量化處理,后根據(jù)通過CAN 總線接收的外部控制系統(tǒng)指令將信息發(fā)送給外部控制系統(tǒng)。初始化過程中,將模/數(shù)采集工作模式配置為獨立模式、開啟單通道轉(zhuǎn)換、軟件觸發(fā)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)右對齊,設(shè)置ADC 的采樣周期為50ms。整體軟件流程如圖2所示。

        圖2 初始化與定期中斷程序模塊流程圖

        3.2 模/數(shù)轉(zhuǎn)換與處理程序模塊設(shè)計

        模/數(shù)轉(zhuǎn)換與處理程序模塊功能主要是完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換,并完成相應(yīng)的信號處理。在微處理器自帶的16路模/數(shù)轉(zhuǎn)換通道中選擇其中的三路轉(zhuǎn)換通道進行模/數(shù)采集。前兩路采集通道為有效信號采集通道,第三路采集通道采集5V 基準(zhǔn)電壓,以實現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換精度的軟件數(shù)值校正。模/數(shù)采集完成后,需對轉(zhuǎn)換值進行濾波的數(shù)據(jù)處理,選用滑動窗口濾波算法,即將最新的10 組轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換值,去掉一個最大值、一個最小值后,將其余8 個轉(zhuǎn)換值進行算術(shù)平均。滑動窗口濾波完成后,為進一步提高采集轉(zhuǎn)換精度,對采集轉(zhuǎn)換值再進一步進行分段線性校準(zhǔn)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換與處理模塊流程圖如圖3所示。

        圖3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換與處理程序模塊流程圖

        4 系統(tǒng)測試試驗結(jié)果

        為驗證壓力測量模塊與壓力變送器物理接口尺寸的匹配性,圖4給出了壓力測量模塊嵌入安裝于壓力變送器的實際效果,由圖可知壓力測量模塊與壓力變送器物理接口尺寸匹配。

        圖4 壓力測量模塊實際安裝圖

        為驗證壓力測量模塊的模擬信號采集精度,設(shè)計制作了三塊壓力測量模塊,完成了三塊壓力測量模塊的4mA~20mA 電流范圍內(nèi)典型電流點的模擬信號采集試驗,試驗結(jié)果如圖5所示。由圖可知,4mA~20mA 電流范圍內(nèi)的典型采樣點的采集精度高于0.25%,采集轉(zhuǎn)換精度高。

        圖5 模擬信號采集誤差圖

        5 結(jié)語

        針對只能單向傳輸、信道一對一的傳統(tǒng)模擬傳輸壓力變送器已逐漸不能滿足現(xiàn)場設(shè)備與控制系統(tǒng)間信息交換的現(xiàn)象,本文基于數(shù)字化手段,采用CAN總線方式,設(shè)計并實現(xiàn)了一種可嵌入式安裝于壓力變送器內(nèi)部的、小體積的、高精度的、數(shù)字式的壓力測量模塊。該壓力測量模塊與壓力變送器的電氣、機械安裝接口均能良好匹配,在4mA~20mA整個電流范圍內(nèi)均具備較高的采集精度,可用于傳統(tǒng)壓力變送器數(shù)字化改造,可有效提升現(xiàn)場設(shè)備與控制系統(tǒng)信息交換的效率與可靠度。

        猜你喜歡
        程序模塊變送器電源
        基于信息檢索的軟件缺陷定位方法綜述*
        Cool Invention炫酷發(fā)明
        樂高MINDSTORMSEV3軟件程序模塊開發(fā)
        XTR105電流變送器在溫度傳感器中的應(yīng)用
        電子制作(2018年12期)2018-08-01 00:47:40
        基于Web網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境信息通信系統(tǒng)設(shè)計
        ADSP TS201S Link口在多DSP系統(tǒng)中的應(yīng)用
        哪一款移動電源充電更多?更快?
        消費者報道(2016年3期)2016-02-28 19:07:38
        陽光電源
        風(fēng)能(2016年12期)2016-02-25 08:46:10
        浙江中控 高精度壓力變送器SUPCON新一代CXT系列
        基于WIA-PA的無線溫度變送器設(shè)計
        人妻精品视频一区二区三区| 中文精品久久久久中文| 又硬又粗又大一区二区三区视频 | 一区二区三区中文字幕脱狱者| 亚洲av熟女少妇久久| 国产精品久久久久久久妇| 伊人婷婷在线| 亚洲综合网站精品一区二区| 亚洲精品女人天堂av麻| 麻豆国产精品久久人妻| 午夜福利92国语| 国产一区二区三区爆白浆| 日本免费三级一区二区 | 狠狠躁天天躁无码中文字幕图| 亚洲处破女av日韩精品| 另类免费视频在线视频二区| 亚洲中文字幕在线爆乳| 白丝美女扒开内露出内裤视频| 久久亚洲道色综合久久| 无码熟妇人妻av在线影片最多| 精品国精品无码自拍自在线| 人妻无码人妻有码不卡| 小草手机视频在线观看| 亚洲激情一区二区三区不卡| av中文字幕潮喷人妻系列| 日本高清www午色夜高清视频| 亚洲区在线播放| 五月激情狠狠开心五月| 日本91一区二区不卡| 欧美大胆性生话| 无码人妻精品一区二区三区免费 | 黄 色 人 成 网 站 免 费| 国产av91在线播放| 国语对白福利在线观看| 免费特级毛片| 久久精品成人91一区二区| 国产精品久久久黄色片| 国产md视频一区二区三区| 欧美在线不卡视频| 国产香蕉尹人在线视频你懂的| 国产亚洲精品在线视频|