基于PC104的放線車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
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3 放線速度的測(cè)量邏輯設(shè)計(jì)
恒張力放線車(chē)在放線過(guò)程中，導(dǎo)線必須經(jīng)過(guò)張力設(shè)定盤(pán)，因此可以通過(guò)測(cè)量張力盤(pán)的轉(zhuǎn)速來(lái)確定實(shí)際的放線速度。張力設(shè)定盤(pán)轉(zhuǎn)速的測(cè)量通過(guò)非接觸式脈沖傳感器采集轉(zhuǎn)速信號(hào)。轉(zhuǎn)速測(cè)量主要有兩種方法，分別為：1)測(cè)頻法：記錄在確定時(shí)間Tc內(nèi)待測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)M，則待測(cè)頻率F=M／Tc；2)測(cè)周法：在待測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期Tx內(nèi)，記錄標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的變化次數(shù)M，則待測(cè)信號(hào)的頻率F=M／Tx。測(cè)周法在待測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)測(cè)量誤差較小。張力放線車(chē)在施工過(guò)程中放線速度小于10 km／h，大于1 km／h，張力設(shè)定盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)速傳感器輸出6個(gè)脈沖信號(hào)，故本系統(tǒng)采用測(cè)周法。以10 M的晶振經(jīng)FPGA內(nèi)部邏輯分頻后產(chǎn)生100 K的方波信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)的頻率信號(hào)。
4 系統(tǒng)誤差分析
4．1 傳感器輸出4～20 mA電流信號(hào)的測(cè)量精度
根據(jù)系統(tǒng)要求，在實(shí)驗(yàn)室中搭建了實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)平臺(tái)。向采集調(diào)理板中分別輸入4 mA、8 mA、12 mA、16 mA、20 mA的模擬傳感器信號(hào)，工控機(jī)采集到的數(shù)據(jù)如表1所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/193676.htm
由公式I=VK1+K0代入輸入電流I和實(shí)測(cè)電壓V的第一組和第五組數(shù)據(jù)計(jì)算出K0，K1。根據(jù)系統(tǒng)要求取測(cè)試設(shè)備精確度為系統(tǒng)測(cè)量精度指標(biāo)，這個(gè)數(shù)值是傳感器和測(cè)量?jī)x表在規(guī)定條件下允許的最大絕對(duì)誤差值相對(duì)于其測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)，它可以用下式表示：
△A為測(cè)量范圍內(nèi)允許的絕對(duì)誤差，YFS為滿量程輸出值。由表1可以看出測(cè)量精度誤差最大的是第4組，測(cè)量相對(duì)誤差為0．015％，遠(yuǎn)小于系統(tǒng)測(cè)量精度不大于1％的要求，硬件部分具有良好的線性度。
4．2 轉(zhuǎn)速傳感器脈沖信號(hào)的測(cè)量精度
轉(zhuǎn)速脈沖采用測(cè)周法測(cè)量轉(zhuǎn)速，根據(jù)其測(cè)量原理，測(cè)量誤差主要來(lái)自于基準(zhǔn)頻率信號(hào)，測(cè)量邏輯產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率信號(hào)的誤差小于3個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)周期，可以通過(guò)提高基準(zhǔn)頻率的方法降低測(cè)量誤差。當(dāng)放線速度10 km／h，基準(zhǔn)頻率100 kHz時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差=誤差基準(zhǔn)信號(hào)周期個(gè)數(shù)／1個(gè)被測(cè)信號(hào)周期內(nèi)基準(zhǔn)頻率信號(hào)計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)。被測(cè)信號(hào)周期最小約為0．38 s，一個(gè)周期內(nèi)基準(zhǔn)頻率信號(hào)計(jì)數(shù)值約為3．8x104，測(cè)量誤差≈7．9x10-3。遠(yuǎn)小于測(cè)試精度要求。
5 結(jié)論
文中所研究的恒張力放線車(chē)綜合檢測(cè)系統(tǒng)硬件部分是一種基于PC104模塊設(shè)計(jì)的高可靠性的、多參數(shù)測(cè)量的綜合檢測(cè)裝置。基于PC104總線模塊的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)中，使用簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，選擇使用廣泛、性價(jià)比高的元器件很好的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，節(jié)約了成本，保證了可靠性。
評(píng)論