LVDT數(shù)字解調(diào)方法研究
2 硬件結(jié)構(gòu)
變送器的硬件主要包括處理器、激勵信號發(fā)生器、閃存工作狀態(tài)控制器、閃存和SRAM存儲器、主動配置芯片、通信接口、顯示屏和鍵盤以及電源、時鐘/復(fù)位。如圖3所示。本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/191267.htm
具體實施方法參見圖3,測量過程如下:
首先,通過激勵信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦波數(shù)據(jù),其頻率和幅度由配置存儲器中的控制字控制,激勵信號送至LVDT,LVDT的次邊信號送至數(shù)字解調(diào)系統(tǒng),解調(diào)的結(jié)果送數(shù)字修正器進行誤差修正和必要的濾波,誤差修正數(shù)據(jù)存儲在FPGA片外的誤差表ROM存儲器。修正后的結(jié)果送數(shù)字輸出模塊,以同步方式對外輸出。數(shù)字輸出同時送至模擬輸出模塊轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。
校準(zhǔn)工作過程:首先將變送器設(shè)置為校準(zhǔn)狀態(tài),每得到一個數(shù)據(jù)點,測出其鐵芯的真實位移值,通過多點的測量來得到其線性系數(shù),校準(zhǔn)工作在整個量程內(nèi)逐點進行,上位機根據(jù)所得數(shù)據(jù),通過線性插值算法計算誤差修正表,通過處理器寫入誤差修正表ROM存儲器。在整個量程內(nèi)的校準(zhǔn)點越密集,所得誤差修正表越精確。
3 軟件設(shè)計
變送器軟件是指運行于“LVDT數(shù)字變送器”中FPGA內(nèi)的處理器平臺之上的軟件。變送器軟件有3大功能:控制變送器各個部分的協(xié)同工作;與PC通信,對變送器配置、校準(zhǔn),采集位移數(shù)據(jù);通過變送器的人機界面接收用戶的各項指令。變送器軟件采用“前后臺系統(tǒng)”實現(xiàn)各任務(wù)的調(diào)度和資源分配,以提高任務(wù)級響應(yīng)的實時性,同時“前后臺系統(tǒng)”不增加額外的軟件代碼和處理器執(zhí)行時間,留出更多的內(nèi)存空間用于存放采集的實時位移數(shù)據(jù)。當(dāng)上位機和FPGA啟動時,首先要進行初始化,并對硬件進行配置,使其能正常的工作,由處理器來控制閃存的工作狀態(tài),此時LVDT接入系統(tǒng),對未修正數(shù)據(jù)進行修正處理,最后得出準(zhǔn)確的位移值,呈現(xiàn)于顯示模塊,如圖4所示。
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