单片机控制气动数显测量仪

　　0引言

　　机械加工的精密检测方法中，气动测量技术得到了广泛的应用.这是由于气动测量精度高、成本低、操作简便、使用可靠，特别是可以实现相对测量和非接触测量，对环境要求不高，很适合车间使用.

　　迈年来，随着电一子技术、数字化测量技术及计算机技术的发展，使技术测量方法得以向数显化、智能化发展.但由于常规的气动量仪(以流量式的浮标量仪为多)存在着不易实现气电转换等技术难点，阻碍了其向数显化、智能化的发展.迄今为止，智能化的数显气动仪还未达到实用程度.

　　在研究伺服阀加工质量气动测量技术的过程中，实现了利用压力式气动传感器读取信号的方法精密测量几何量.与此同时，完成了单片机控制的数显气动量仪的设计和样机试制.该种设计除具备气动量仪的优点外，还兼备数显及智能化测量等一些优点

　　1 仪器基本原理和组成

　　基本测量原理如图!所示·气源经稳压器供给的压力为几，可认为是常数·而气腔中压力Pc同测量喷嘴到被测挡板间的间隙x之间的关系为

　　式中K是同主喷嘴直径、测童喷嘴直径及几值有关的常数(与与工作压力Pc之间是非线性的关系.

　　当传感器的输出电压V与压力值尸为线性关系，即V=k尸时，x无关).很明显，被侧t间隙x若令

　　可以得到:

　　考虑到式(l)的变换在电路上实现起来较为复杂，故采用单片机进行运算转换，以实现线性化.所设计的数显气动侧量仪组成如下:

　　l)气路部分(见图1)，主喷嘴1设计成可调式的，可以用来调节侧t倍率，以适应不同侧量场合的要求;测头部分2可以按常规采用喷嘴挡板机构，根据被测量对象的形状及尺寸进行专门设计，也可采用喷嘴盖板机构111，设计成专用测头(其结构见图8).

　　2)电路部分(见图2)，以单片机基本系统为核心，前向通道包括压力传感器及信号放大，A/D转换部分;还有量程转换和系统侧量限度设置操作电路;后向通道包括LED数码显示电路，超量程显示电路和越限超量程音频报替电路，还专门设计了数据翰出口，以便使侧t数据可以送给其它设备.

　　2硬件及软件设计思想

　　压力传感器选用国营长城科学仪器厂生产的CYY型半导体式高精度压力传感器，该传感器是一种桥式电路，可配接温度补偿电阻和调零电阻，具有体积小、精度高、成本低等一系列优点;信号放大采用ICL7650斩波稳零式高精度运放加以实现;A/D转换选用低速、高精度双积分变换型的ADC7135芯片.上述选择和设计都是从降低成本又不失高精度这一思想出发的〔刀.A/D芯片与8031的接口电路参阅文献[31，不再赘述.