數(shù)顯永磁鐵嵌入式磁尺研究.pdf

1、以往的磁柵尺是由錄磁機(jī)在柵尺基體的磁性薄膜上錄制磁信號(hào)，其缺點(diǎn)是磁信號(hào)弱，時(shí)間長(zhǎng)了信號(hào)會(huì)衰減。由于信號(hào)較弱，磁頭與柵尺的距離必須很小，柵尺容易受到磁頭直接或間接摩擦而擦去錄磁信號(hào)。永磁鐵嵌入式磁尺克服了傳統(tǒng)磁柵尺的缺點(diǎn)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，有很好的應(yīng)用前景。本文的主要研究?jī)?nèi)容和工作如下：
　　 設(shè)計(jì)了永磁鐵嵌入式磁尺及磁頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并介紹了其測(cè)量原理。借助有限元分析工具ANSYS分析了磁尺的磁場(chǎng)特性，在此基礎(chǔ)上分析了影響磁尺

2、精度的因素。
　　 在研究線性霍爾傳感器性能的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了磁尺前置信號(hào)處理電路，從理論上分析了該電路的最高響應(yīng)頻率，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了磁尺信號(hào)的有效性。
　　 設(shè)計(jì)了基于鑒頻細(xì)分原理的100細(xì)分?jǐn)?shù)顯表，可對(duì)磁尺位移進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。具體工作包括文氏橋振蕩電路的設(shè)計(jì)，5000Hz帶通濾波器的設(shè)計(jì)，細(xì)分計(jì)數(shù)硬件電路的設(shè)計(jì)，數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)。借助于仿真軟件Multisim對(duì)鑒頻細(xì)分電路進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。提出

3、了對(duì)此數(shù)顯表的改進(jìn)方法。
　　 設(shè)計(jì)了A/D轉(zhuǎn)換型數(shù)顯表。提出了以可編程邏輯器件為核心的大細(xì)分和以A/D轉(zhuǎn)換器為核心的小細(xì)分相結(jié)合的細(xì)分計(jì)數(shù)方法，討論了大、小細(xì)分累加的誤差修正辦法。以硬件電路性能為基礎(chǔ)，分析了A/D型數(shù)顯表的性能參數(shù)。設(shè)計(jì)了數(shù)顯表與計(jì)算機(jī)的串行通訊接口，編制了計(jì)算機(jī)端的串行通訊程序。
　　 通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所研制永磁鐵嵌入式磁尺及配套數(shù)顯表的精度。數(shù)顯表在高精度光柵傳感器的信號(hào)處理與位移顯示實(shí)驗(yàn)中也表現(xiàn)出