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振弦式传感器信号采集仪的研制

更新时间：2020-02-14 17:53:28 大小：6M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：传感器信号采集 STM32单片机 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(1) 举报

资料介绍

改革开放以来，我国的经济迅猛发展，各项工程建设取得了令人瞩目的巨大成就。但为了保障基础设施建设快速发展的同时，也能保障安全生产，需要不断改进和完善工程领域内的安全监测技术。目前工程中主要应用振弦式传感器来对压力、应力、渗压、沉降、拉力等关系到系统安全的相关物理量进行测量。振弦式传感器信号采集仪主要用来采集振弦式传感器的输出信号，是促进工程建设领域安全生产的有力保障。本文研制了一种采用STM32单片机的新型振弦传感器信号采集仪，该采集仪不仅能直接实时查询采集数据，并能与计算机通信，实现对各个监控点的实时有效监测。

本文改进了传感器的激励电路的电路结构，结合软件程序实现了反馈式扫频激振，降低了电路的复杂度和电路体积。在频率测量方面，充分利用STM32片上资源，实现了等精度测频，提高了频率信号的测量精度。在电路设计方面，设计了小信号的拾取放大电路。该电路包含带通滤波电路，滤除了噪声干扰，提高了信号的测量精度。

振弦信号采集仪主要由两大部分组成:主控模块和测量模块。主控模块的作用是设置传感器的采集参数，并向测量模块发出传感器的采集命令。测量模块的作用是测量传感器的输出信号，并将测量数据发送给主控模块。主控模块硬件部分包括单片机最小系统、电源电路、电压监控电路、键盘电路、RS-485电路、数据存储电路、时钟复位电路等。测量模块硬件部分包括单片机最小系统、电源电路、自收发RS-485电路、AD转换电路、隔离激振电路、拾振电路等。软件部分主要介绍了主控模块的操作流程、发送采集命令程序、系统电压监测程序、SD卡监测程序、测量模块死机修复程序以及存储数据文件程序等。测量模块软件部分介绍了模块初始化程序、自适应激振程序、等精度测频程序等。本文还着重介绍了自定义的RS-485通信协议，该通信协议可以实现主控模块与4个测量模块的可靠通信。

最后本文给出了利用Pspice软件对系统模拟电路的仿真。软件仿真可以提高电路设计的可靠性，并充分验证电路的参数，确保电路设计的准确可靠。本文还给出了测试仪采集振弦渗压计的测量数据，根据对测试结果的分析，测试仪可以满足工程应用的需求。