[發明專利]一種基于ARM電液伺服閥頻率特性測試數據采集板

在審

• 申請號: 201510323448.1
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN105041779A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 合肥市徽騰網絡科技有限公司
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及數據采集板，尤其涉及一種基于ARM電液伺服閥頻率特性測試書記采集板。

技術背景：

電液伺服閥特性測試儀是傳統的電液伺服閥頻率特性測試裝置的最重要的組成部分，它采用分立模擬電子原件器材設計，并有專業企業制造銷售。傳統測試儀體積大而笨重，操作復雜，檢修不易。隨著現代未處理技術和計算機技術的高度普及和發展，研發以未處理為核心的電液伺服閥平率特性測試系統，取代傳統模擬的平率特性測試儀是十分必要的。發明內容

本發明的目的是對被測試伺服閥施加設定頻率和設定幅值的正弦信號、采集動態測量速度傳感器和位移傳感器的輸出信號、數據通過串口和上位機現實通訊。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種基于電液伺服閥平率特性測試數據采集板，它包括CPU、AD9833、AD5160、隔直電路、SPA總線AD7323；其特征是：所述的SPA總線上分別連接CPU、AD9833、AD5160和AD7323；所述的AD5160末端連接有隔直電路，隔直電路通過通道0連接AD7323，隔直電路連接被測對象；被測對象末端通過通道1連接AD7323.

本發明中，所述的CPU采用NXP的LPC2132.

本發明的有益效果：本發明基于ARM電液伺服閥平率特性測試數據采集板在下面幾個方面具有顯著特征：

1、采用NXP的LPC2132ARM7作為系統核心CPU，與AD9833、AD5160、AD7323等芯片通訊，實現數據交換

2、AD9833來產生平率和幅值可調的正弦波信號，信號穩定精度高，功耗小。

3、數字電位器AD5160實現正弦波信號的幅值調節，幅值設置調節精確方便。

4、選用了AD7323真雙極性的ADC轉換器進行書記采集，采樣速度快，實時性好。

5、LPC2132定時通過SPI接口從AD7323讀取采集的數據，并通過串口發送給上位的計算機。

本發明以成功的應用于電液伺服閥平率特性裝置中。工程應用實踐證明，本發明工作性能穩定、數據精確可靠、重量輕體積小，使用方便。

附圖說明

圖1為電路原理框圖

具體實施方式

基于ARM電液伺服閥頻率特性測試數據采集板和本公司研發的傳感器外置型動態測試缸集成使用構成一套完整的電液伺服閥頻率特性測試測試裝置。本發明一句多步激勵法測量電液伺服閥的頻率特性。該方法的基本原理是給伺服閥施加一定頻率和一定幅值激勵的正弦信號，伺服閥的響應信號一輸出流量也是一個相同頻率的正弦，但其幅值和相位不同；在測試的頻率的頻率范圍內，選擇若干個頻率測試點；在每個測試點，用一定頻率和幅值的正弦施加于被測閥進行激勵，并同時采集被測對象的響應信號，計算不同頻率下的良心好的幅值比和相位比，即可獲得被測閥的頻率響應特性。

如圖1所示，本發明采用NXP的LPC2132ARM7作為系統核心CPU，使用AD9833來產生頻率可調的正弦波信號，使用AD5160對正弦波信號的幅度進行調節。而對已采樣本分，由于系統要求的正弦波幅度在-5V~+5V,因此，選用了AD7323真雙極性的ADC傳喚器進行數據采樣。

正弦波產生;AD9833是一款低功耗，可編程波形發生器，通過SPI接口可對輸出的波形的頻率和相位進行編程調節。AD9833在主頻時鐘為25MHz時，精度為0.1Hz；在主頻時鐘為1MHz時，精度可以達到0.004Hz。AD9833輸出頻率范圍為0MHz~12.5MHz的工作電壓范圍為2.3V~5.5V，而在3V是，功耗僅為20mW.

幅值控制：AD5160有256插頭，電阻值有5K.10K,50K,100K四種規格。其工作電壓范圍在2.7V~5.5V，CPU通過SPI總線對其進行控制。

數據采集：由于系統要求的正弦波幅度在-5V~+5V，因此AD7323真雙極性的ADC轉換器進行書記采樣，AD7323是一款4通道、12位帶符號位的逐次逼近型ADC。該ADC配有一個高速SPI接口，

本發明的電路原理方框圖如附圖1所示。首先由LPC2132ARMCPU控制AD9833產生頻率可調的正弦波信號。AD9833產生的正弦波信號峰峰值為1V。AD9833的正弦波信號輸入AD5160。AD5160是一個可控的數字電位器。LPC2132通過SPI總線時AD5160進行控制，對AD9833產生的信號進行分壓，使得AD9833產生的正弦波信號在進行AD5160后，其峰峰值可在0V~1V之間進行變化。

AD5160輸出的信號經過運放進行復制放大后達到0~10V，最后進行隔直電路，是輸出信號在-5V~+5V之間，通過通道0把信號傳遞到AD7323.激勵信號通過被測對象，從而變成響應信號，響應信號通過通道1連接AD7323。AD7323同時記錄傳感器的正弦波信號，以及傳感器輸出的信號進行采集。LPC2132再定時通過SPI接口從AD7323讀取采集的數據，并通過串口發送給計算機。