帶嵌入式MCU的8通道12位AD轉(zhuǎn)換器ADuC812及其應(yīng)用
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式中，Δ＝αL1αR2－αR1αL2是方程組的系數(shù)行列式，如果通過分壓電路，將右端的振動(dòng)量取出
和左端的振動(dòng)量相減，則左端的不平衡量m1r1只與左端的振動(dòng)VL有關(guān)，
只是與左端不平衡量大小有關(guān)的一個(gè)標(biāo)量，通過定標(biāo)設(shè)定可以補(bǔ)償它們。這樣就消除了右端的不平衡量對左端的影響，同樣也可以消除左端的不平衡量對右端的影響，通過信號調(diào)理電路，可完成對信號的衰減控制、平面分離、信號放大以及電平的偏置，使輸出信號既包含交流的振動(dòng)信號，又包含直流的偏置電平。因A／D轉(zhuǎn)換電路是單電源器件，只能轉(zhuǎn)換0～VREF的正電壓，不能轉(zhuǎn)換負(fù)電壓，通過信號調(diào)理電路后的振動(dòng)信號在經(jīng)過相敏檢波后，輸出的是正的直流電壓，滿足A／D轉(zhuǎn)換的要求。經(jīng)過R00和R900相敏檢波，可將右端的振動(dòng)信號VR在00和900方向上進(jìn)行分解，設(shè)分別為VR0和VR90，而經(jīng)過L00和L900相敏檢波，可將左端的振動(dòng)信號VL在00和900方向上進(jìn)行分解，設(shè)分別為VL0和VL90，則左右兩端的振動(dòng)的幅值分別為：
因此，相敏檢波后，得到了左右兩端兩個(gè)相位差為90°的分量，對它們進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換后，由MCU分別計(jì)算左右兩端的幅值和相角，振動(dòng)的幅值｜VL｜和｜VR｜反映了左右兩端振動(dòng)的大小，通過｜VL｜和｜VR｜的計(jì)算，可解算出左右兩端不平衡量的大小，而振動(dòng)的相位ΦL和ΦR反映了不平衡量所處的位置，相角的計(jì)算可求出不平衡量所在的相位，指示出重點(diǎn)或輕點(diǎn)的相位位置。
轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由外部中斷0腳控制定時(shí)／計(jì)數(shù)器0的計(jì)時(shí)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，由8051的定時(shí)／計(jì)數(shù)器在工作方式0和方式1的結(jié)構(gòu)可看出，當(dāng)TCON的TR0位為1，TMOD的GATE位為1，且T0工作于定時(shí)方式時(shí)，內(nèi)部振蕩信號經(jīng)過12分頻后給T0提供時(shí)鐘信號，T0計(jì)數(shù)與否與外部中斷0的電平高低有關(guān)，如果INT0＝0，T0不計(jì)數(shù)，如果INT0＝1，T0開始計(jì)數(shù)，這樣就可測量脈沖寬度，通過光電頭將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號后再2分頻，得到頻率為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率一半的方波信號，通過方波信號的高電平去控制T0的計(jì)數(shù)，該數(shù)值為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)周期，由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)周期可得到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大小。本文引用地址：http://2s4d.com/article/150719.htm
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及不平衡量的計(jì)算通過外部中斷0完成，光電頭產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)2分頻后，得到頻率為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率一半的方波信號，該信號加到INT0上，將外部中斷0設(shè)置成邊緣觸發(fā)，在每個(gè)方波的下降沿產(chǎn)生中斷，MCU讀取TL0和TH0寄存器值，并將TL0和TH0清零，開始下一次計(jì)時(shí)，然后根據(jù)TL0和TH0的數(shù)值，計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并根據(jù)TL0和TH0中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)周期值的四分之一配置定時(shí)／計(jì)數(shù)器1的TL1和TH1，定時(shí)／計(jì)數(shù)器1工作于定時(shí)方式，通過定時(shí)／計(jì)數(shù)器1的中斷由兩路DAC產(chǎn)生相位差為90°兩路方波信號，用于對振動(dòng)信號的相敏檢波，MCU對ADC0～ADC3進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，計(jì)算左右兩平面的不平衡量的大小和相位，然后將轉(zhuǎn)速及不平衡量的大小和相位送8279進(jìn)行顯示。不平衡量測量的流程圖如圖3所示。該系統(tǒng)用于一臺渦輪轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)的改造，收到了預(yù)期的效果。
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