多点位压力流量检测仪研究

　　1　引　　言

　　某设备液压系统是一个复杂的系统,在整个设备中处于相当重要的地位,该设备的几乎所有执行机构都是在其驱动下完成各种动作的。在液压系统中,压力和流量是表征系统工作状态的两个重要参数,与整个系统的工作负载、运动速度、系统总功率等因素密切相关。为了在设备完成任务的同时监控液压系统的工作状态,保证其正常运行,同时对液压系统的当前设计状态进行验证,为修改设计提供直接的数据,本文设计了多点位的压力、流量检测仪,用于对液压系统工作时的压力和流量进行自动监测、记录。

　　2　检测仪的原理

　　检测仪的原理如图1所示。传感器包括压力传感器和流量传感器两类,分别安装在设备液压系统的各个检测点上,检测信号经各自独立的信号电缆进入检测仪后,由单片机控制的多路转换器对输入信号进行选择,被选中的一路信号进入放大电路,同时单片机记录当前检测信号地址。放大后的信号经低通滤波器,滤除高频干扰后送入A/D转换电路,最后经单片机89C52的I/O口进入单片机处理。单片机对采集信号进行数字滤波、运算处理后,一方面送入显示、打印单元,另一方面通过RS-232收发器与PC机进行通讯,将检测数据送入PC机贮存,以便进一步分析处理。

　　检测仪硬件电路主要采用MAXIM的芯片,下面对几个主要的电路模块作一些必要说明。

　　2.1　多路转换器

　　选用MAX4598,它是一个低电压CMOS多路复用器,将其设置成8路单端输入模式。单片机采用巡回扫描方式对信号进行检测,每一个检测周期更换一个检测通道,该电路在单片机的控制下,能够对某一路传感器输入进行选通,将选通信号送入放大电路放大。

　　2.2　低通滤波器

　　用于在检测信号进入A/D转换电路之前,除去高频干扰。选用MAXIM7400八阶低通、椭圆、开关电容滤波器,以及少量阻容元件,设计了一个8阶低通滤波器,滤波器的截止频率为5kHz,通带最大衰减为3dB,阻带起始频率为10kHz,阻带最小衰减30dB。信号通过该滤波器后,高频信号特别是传感器的随机噪声、多路转换器带来的高频噪声得到有效消除。[2]

　　2.3　A/D转换电路

　　A/D转换电路采用MAX1201,它是一种14位单片CMOS模数转换器(ADC),转换速率2.2Msps,带有数字误差修正与自校准功能。

　　2.4　RS-232收发器

　　主要由MAX211和MAX207组成,当一个检测项目完成后,向PC机发送检测数据。[3]

　　3　检测仪的软件设计

　　软件采用C语言编写,分成多个功能模块,各功能模块之间的关系如图2所示。检测流程如图3所示。