专利名称：一种基于arm电液伺服阀频率特性测试数据采集板的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据采集板，尤其涉及一种基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板。
背景技术：
电液伺服阀频率特性测试仪是传统的电液伺服阀频率特性测试装置的最重要的组成部分，它采用分立模拟电子元件器材设计，并由专业企业制造销售。传统测试仪体积大而笨重，操作复杂，检修不易。随著现代微处理技术和计算机技术的高度普及和发展，研发以微处理机为核心的电液伺服阀频率特性测试系统，取代传统模拟的频率特性测试仪是十分必要和可能的。
发明内容
本发明的目的是对被测伺服阀施加设定频率和设定幅值的正弦信号、采集动态测量缸速度传感器和位移传感器的输出信号、数据通过串口和上位机实现通讯。为实现以上目的，本发明采用的技术方案为一种基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板，它包括CPU、AD9833、AD5160、隔直电路、SPA总线、AD7323 ;其特征是所述的SPA总线上分别连接CPU、AD9833、AD5160和AD7323 ;所述的AD5160末端连接有隔直电路，隔直电路通过通道O连接AD7323，隔直电路连接被测对象；被测对象末端通过通道I连接 AD7323。在本发明中，所述的CPU采用NXP的LPC2132。本发明的有益效果本发明一基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板在下面几个方面具有显著特征
I.采用NXP的LPC2132 ARM7作为系统核心CPU，与AD9833、AD5160、AD7323等芯片通讯，实现数据交换。2. AD9833来产生频率和幅值可调的正弦波信号，信号稳定精度高，功耗小。3.数字电位器AD5160实现正弦波信号的幅值调节，幅值设置调节精确方便。4.选用了 AD7323真双极性的ADC转换器进行数据采集，采样速度高，实时性好， 满足测试要求。5. LPC2132定时通过SPI接口从AD7323读取采集的数据，并通过串口发送给上位计算机。本发明已成功地应用于电液伺服阀频率特性装置中。工程应用实践表明，本发明工作性能稳定、数据精确可靠、重量轻体积�。褂梅奖�。
图I为电路原理方框图。
具体实施例方式基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板与本公司研发的传感器外置型动态测试缸(同日申请的专利技术)集成使用构成一套完整的电液伺服阀频率特性测试测试装置。本发明依据多步激励法测量电液伺服阀的频率特性。该方法的基本原理是给伺服阀施加一定频率和一定幅值激励的正弦信号，伺服阀的响应信号一输出流量也是一个相同频率的正弦，但其幅值和相位不同；在测试的频率范围内，选择若干个频率测试点；在每个测试点，用一定频率和幅值的正弦波施加于被测阀进行激励，并同时采集被测对象的响应信号，计算不同频率下的两信号的幅值比和相位差，即可获得被测阀的频率响应特性。如图I所示，本发明采用NXP的LPC2132 ARM7作为系统核心CPU，使用ADI公司的 AD9833来产生频率可调的正弦波信号，使用AD5160对正弦波信号的幅度进行调节。而对于采样部分，由于系统要求的正弦波幅度在-5疒+5V，因此，选用了 AD7323真双极性的ADC转换器进行数据采样。正弦波产生AD9833是ADI公司生产的一款低功耗，可编程波形发生器，通过 SPI接口可对输出的波形的频率和相位进行编程调节。AD9833在主频时钟为25MHz时， 精度为O. IHz ;在主频时钟为IMHz时，精度可以达到O. 004Hz。AD9833输出频率范围为 OMHz 12. 5MHz。的工作电压范围为2. 3疒5. 5V，而在3V时，功耗仅为20mW。幅值控制AD5160是ADI公司生产的一款数字电位器。AD5160有256抽头，电阻值有5K，10K，50K，100K四种规格。其工作电压范围在2. 7疒5. 5V，CPU通过SPI总线对其进行控制。数据采集由于系统要求的正弦波幅度在-5疒+5V，因此，选用了 AD7323真双极性的ADC转换器进行数据采样。AD7323是一款4通道、12位带符号位的逐次逼近型ADC。该 ADC配有一个高速SPI接口，最高呑吐量可达500 kSPS。AD7323可输入真双极性模拟信号， 它有四种软件可选输入范围±10V、±5V、±2. 5V和O至10V。每个模拟输入通道支持独立编程，可设为四个输入范围之一。AD7323中的模拟输入通道可通过编程设为单端、真差分或伪差分三种模式。AD7323的工作电压范围在2. 7V 5. 5V，而采样参考电压范围为VDD =12 V 16.5 V, VSS = 12 V 16.5 V。本发明的电路原理方框图如附图I所示。首先由LPC2132 ARM CPU控制AD9833产生频率可调的正弦波信号。AD9833产生的正弦波信号峰峰值为IV。AD9833产生的正弦波信号输入AD5160。AD5160是一个可控的数字电位器。LPC2132通过SPI总线对AD5160进行控制，对AD9833产生的信号进行分压，使得AD9833产生的正弦波信号在进行AD5160后， 其峰峰值可在O疒IV之间进行变化。AD5160输出的信号经过运放进行幅值放大后达到(TlOV，最后进行隔直电路，使输出信号在-5疒+5V之间，通过通道O把信号传递到AD7323。激励信号通过被测对象，从而变成响应信号，响应信号通过通道I连接AD7323。AD7323同时对记录传感器的正弦波信号，以及传感器输出的信号进行采集。LPC2132再定时通过SPI接口从AD7323读取采集的数据，并通过串口发送给计算机。
权利要求
1.一种基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板，它包括CPU、AD9833、AD5160、隔直电路、SPA总线、AD7323 ;其特征是所述的SPA总线上分别连接CPU、AD9833、AD5160和 AD7323 ;所述的AD5160末端连接有隔直电路，隔直电路通过通道O连接AD7323，隔直电路连接被测对象；被测对象末端通过通道I连接AD7323。
2.根据权利要求I所述的一种基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板，其特征在于所述的CPU采用NXP的LPC2132。
全文摘要
本发明公开了一种基于ARM电液伺服阀频率特性测试数据采集板，它包括CPU、AD9833、AD5160、隔直电路、SPA总线、AD7323；其特征是所述的SPA总线上分别连接CPU、AD9833、AD5160和AD7323；所述的AD5160末端连接有隔直电路，隔直电路通过通道0连接AD7323，隔直电路连接被测对象；被测对象末端通过通道1连接AD7323。本发明的目的是对被测伺服阀施加设定频率和设定幅值的正弦信号、采集动态测量缸速度传感器和位移传感器的输出信号、数据通过串口和上位机实现通讯。
文档编号G01R23/06GK102608420SQ201210061379
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月10日 优先权日2012年3月10日
发明者李秀柏, 黄文梅 申请人:湖南睿创宇航科技有限公司
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