电阻应变式传感器的张力检测系统的设计

电阻应变式传感器的张力检测系统的设计

摘  要

随着工业生产的发展，张力控制已经成为许多工业生产物料卷绕过程中的一项关键技术。本文设计的张力检测系统实时性好、检测准确度高，可以广泛应用于许多工业生产行业的在线检测工作。

本文首先对电阻应变式传感器的张力检测系统的设计进行了可行性分析，之后提出了系统的硬件和软件设计方案。在硬件设计方案中，本文对张力检测线路的原理特性进行分析，并介绍其性能指标。介绍了本系统是以单片机为核心，对压力传感器信号进行采集和处理，并以LED显示出来。在软件设计方案中，本文对软件流程做了详细的解释并阐述了MCS-51系列中89C51单片机软件设计的一般方法。最后，本文对张力检测仪设计进行仿真和调试。

关键词：张力检测  控制  卷绕

目    录

第1章   绪 论 5

1.1   在线检测技术介绍 5

1.2   张力检测仪的开发的背景 5

第2章   系 统 简 介 7

2.1   张力检测系统的基本组成 7

2.2   张力检测仪的设计方法 7

2.3   张力检测仪的各项技术指标 8

第3章   硬 件 设 计 9

3.1   传 感 器 9

3.1.1  电阻应变式传感器 9

3.1.2 工作原理 9

3.1.3  测量电路 10

3.2   信号放大 12

3.3   信号滤波 13

3.4   采样/保持 14

3.4.1  采样/保持器的工作原理 14

3.4.2  典型S/H芯片LF398 15

3.5   A/D转换 16

3.5.1  ADC0809的内部结构及各引脚功能 16

3.5.2  ADC0809与单片机的接口设计 19

3.6   单片机89C51 20

3.6.1  89C51的片内总体结构及引脚描述 20

3.6.2  时钟电路 23

3.6.3  复位电路 23

3.7   显示器 24

3.7.1  LED显示器 24

3.7.2  静态显示器接口 24

3.8   D/A转换 26

3.8.1  DAC0832的组成及主要特性 26

3.8.2  DAC0832的芯片及各引脚功能 26

3.8.3  DAC0832与单片机的接口设计 27

3.9  磁粉离合器驱动电路 28

3.10  键盘 30

3.11  电源 31

第4章    软 件 设 计 33

4.1   系统功能分析 33

4.2   软件的设计规划 33

4.2.1  系统程序设计 34

4.2.2  系统的数据流动 35

4.3   A/D及D/A的转换 35

4.4   平均值滤波的算法 37

4.5   软件译码显示器接口 38

4.6 矩阵式键盘接口设计 39

第5章   电动机的控制 41

5.1   概 述 41

5.2   系统工作原理 41

5.3   PID调节器 43

5.4   PID控制算法的程序设计 44

5.5   小结 45

第6章    全 文 总 结 46

致    谢 47

参考文献 48

附录  电路原理图 52