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嵌入式圆度圆柱度测量仪的开发

更新时间：2020-04-01 03:52:36 大小：7M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：嵌入式误差分离技术 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

旋转零件的圆度和圆柱度对高速、高精度旋转机械的运动精度和平稳性影响较大，因此这种类型零件的圆度和圆柱度的高精度现场检测成为关键。为此需要开发成本低、精度高、且使用便捷的专用检测仪器。由于这种仪器由机械本体和测量系统组成，因此这两个系统的误差都对仪器测量结果的精度有直接的影响。依靠提高机械系统和检测系统精度已获得高精度测量结果是过去常用的方法，但本文没有采用这种方法，而是充分利用误差分离技术的优点，从而以较低的成本获得较为满意的测量精度。

本文首先分析了嵌入式技术的发展、现状及其在测量领域中的应用。由于嵌入式系统可以根据测量和控制需要进行“定制”，若将其应用于几何量测量，则操作系统和应用程序（包括控制和检测系统）可以做到“最小”，实现了资源占用小而效率高的目标。

其次，从误差分离技术入手，对圆度、圆柱度测量方法进行归类、总结和分析，结合本课题的所需要的功能及技术指标，提出了本课题的研究方案和技术路线。

以上述研究和分析为基础，提出了本课题拟采用的圆度和圆柱度测量原理和技术方案，详细说明嵌入式圆度、圆柱度测量仪所包括的机械部系统、检测系统和控制系统设计的主要过程：

(1)机械系统的设计

为完成工件圆度和圆柱度非接触测量，设计了具有三个自由度的机械本体，它为工件提供旋转运动，为传感器提供沿工件表面的径向移动和轴向移动；还设计了传感器夹持装置。

(2)控制和检测系统的硬件设计

完成了上述三个运动的控制系统硬件设计，包括步进电机、驱动器及丝杠选取；完成了电涡流传感器、前置器的选取；核心控制芯片采用了ARM7TDMI-S处理器，结合所要实现功能进行了电源模块，存储模块等部分的电路设计；LCD显示模块采用单片机单独控制的方式进行数据的采集与刷新，以提高系统的稳定性和效率。

(3)控制和检测系统的软件设计：基于ARM芯片硬件平台的建立，完成了μCOS-Ⅱ实时操作系统的移植，实现了数据采集、键盘扫描、电机运动控制等功能；重点研究了针对圆度和圆柱度测量的误差分离算法。本课题中，通过一个电涡流传感器，利用转位差，实现不同位置圆度和圆柱度的测量，再利用傅立叶变换，分离出系统误差，从而实现了圆度和圆柱度高精度测量。...