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深孔测径系统设计
作 者: 常焰锋
导 师: 江杰
学 校: 内蒙古科技大学
专 业: 控制工程
关键词: 深孔测径 无线传输技术 微位移测量 LVDT
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
深孔测径是几何测量中的一项重要内容。工业生产中,为了保证深孔类产品的质量,不仅需要对其外径进行检测,同时也需要对其内径进行检测,以便能及时对设备做出调整,保证产品符合生产要求。本文主要以深孔内径检测为研究对象,首先通过阅读孔径测量相关参考文献,了解了孔径测量的相关技术手段以及国内外的发展状况。随后对深孔的特点和生产工艺要求进行了概述,通过分析各种测量技术手段的特点和存在的弊端,并结合深孔测径的实际相关性,提出采用无线传输技术来实现深孔测径中测量数据的传输。根据深孔测径技术中存在测量精度低、抗干扰能力差、数据有线传输、测量方式复杂等特点,提出了一套基于无线传输深孔测径系统的设计方案。测量系统分为上位机和下位机(测量头)两部分。下位机作为测量部分,将测量得到的深孔内径值以无线的方式发送到上位机,上位机实时显示内径测量值。下位机对内径的测量,以线性差动式位移传感器LVDT作为实现微位移测量的主要传感器,对被测深孔采用四路同时测量,即测量水平垂直四个方向,信号调理芯片AD698实现传感器输出信号的转换,将非电量信息转换为电信号,通过CPU的处理,将得到的数据以无线的方式发送出去。测量头采用边测量边旋转的方式前进。为了提高测量精度,对整个测径系统进行了详细的理论分析,总结了影响测量系统的误差来源,并针对出现的误差做出了相应的处理,通过对软件和硬件的改进,提高了系统的测量精度。最后,采用BCT-5C微动测量台架和传感器组成的标定系统,对不同厚度的标准样片进行测量,通过对测量结果的分析可知,系统测量精度完全达到深孔测量标准,而且系统具有测量精度高、稳定性和重复性好等特点,满足深孔测量要求,达到了设计目的。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 1 文献综述 9-17 1.1 绪论 9-10 1.2 课题研究背景和意义 10 1.3 无线数据传输概述 10-13 1.4 孔径测量手段和技术发展状况 13-15 1.5 国内外孔径测量新技术 15-16 1.6 本章小结 16-17 2 深孔测径概述 17-22 2.1 深孔测径工艺要求 17-18 2.2 目前存在问题及测量方法选择 18-19 2.2.1 目前存在问题 18 2.2.2 测量方法选择 18-19 2.3 课题研究内容与系统设计原则 19-21 2.3.1 课题研究内容 19-20 2.3.2 系统总体设计原则 20-21 2.4 测径系统主要性能指标及使用条件 21 2.4.1 技术性能指标 21 2.4.2 使用条件 21 2.5 本章小结 21-22 3 无线深孔测径系统总体设计方案 22-26 3.1 测径系统功能 22-23 3.1.1 硬件电路功能 22-23 3.1.2 软件系统功能 23 3.2 系统总体设计方案 23-25 3.2.1 测径系统组成 23-24 3.2.2 测径系统工作原理 24-25 3.3 本章总结 25-26 4 测径系统各功能模块介绍 26-52 4.1 传感器模块 26-40 4.1.1 差动式位移传感器介绍 27-33 4.1.2 LVDT 优势及特点 33-34 4.1.3 AD698 介绍 34-37 4.1.4 AD698 的应用 37-40 4.2 处理器模块 40-41 4.3 数据传输模块 41-43 4.4 数据接收显示模块 43-44 4.5 测头行进距离测量模块 44-45 4.6 电源模块电路及系统其它主要接口电路 45-47 4.7 软件设计 47-51 4.7.1 下位机流程图 47-50 4.7.2 上位机流程图 50-51 4.8 本章总结 51-52 5 系统抗干扰设计和误差来源分析 52-61 5.1 系统抗干扰设计 52-54 5.1.1 电路元器件选择 52-53 5.1.2 系统电路布局 53-54 5.1.3 电路布线 54 5.2 测径系统数据误差处理 54-58 5.2.1 误差来源分析 55-56 5.2.2 随机误差处理 56-57 5.2.3 系统误差处理 57-58 5.3 实验结果验证 58-60 5.4 本章小结 60-61 6 总结与展望 61-62 6.1 总结 61 6.2 展望 61-62 参考文献 62-66 附录 A 信号调理电路原理图 66-67 附录 B 测径系统硬件平台 67-68 附录 C 各模块程序代码 68-74 在学研究成果 74-75 致谢 75
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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