本實用新型涉及一種磁通量激勵電容誤差補償裝置,屬于索力監(jiān)測行業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
磁通量傳感器是基于鐵磁性材料的磁彈效應(yīng)原理制成。即當鐵磁性材料承受的外界機械荷載發(fā)生變化時,其內(nèi)部的磁導率發(fā)生變化,通過測量鐵磁性材料制成的構(gòu)件的磁導率變化,來測定構(gòu)件的內(nèi)力。
磁通量傳感器由激勵線圈、感應(yīng)線圈組成。將磁通量傳感器穿心套在纜索材料進行測量時,通過激勵源使激勵線圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流,纜索被磁化,會在構(gòu)件的縱向產(chǎn)生脈沖磁場。由于電磁感應(yīng),在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,感應(yīng)電壓對時間積分可得到纜索材料的磁導率變化。磁通量采集裝置可直接測量得到積分電壓,通過積分電壓值與索力大小形成的線性關(guān)系得出纜索受力情況。
在激勵電路的設(shè)計階段,會選用標稱精度較高的電容進行設(shè)計,但電容的精度往往只能達到10%~20%的標稱精度,且容值越大時,其精度更難保證。傳統(tǒng)方式就出現(xiàn)因為激勵電容的差異帶來的設(shè)備差異,采用挑選的方式,但激勵電容容值為5000~7000uF,耐壓值400VDC,難以挑選,且成本較大。導致不同批次的傳感器所使用的采集裝置無法復用,只能一對一單獨配套使用,具有很大的局限性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種磁通量激勵電容誤差補償裝置,解決的技術(shù)問題就在于:微型控制器可根據(jù)出廠時配置信息,在采集時進行誤差補償。
為解決上述技術(shù)問題,本實用新型采用的以下技術(shù)方案:
一種磁通量激勵電容誤差補償裝置,它包括激勵電容、磁通量傳感器、采集電路、微型控制器和EEPROM存儲器;
所述激勵電容與磁通量傳感器連接,磁通量傳感器與采集電路連接,采集電路與微型控制器連接,微型控制器與EEPROM存儲器連接。
EEPROM存儲器用于存儲出廠時激勵電容的信息。通過與標準樣本容值的比值,對積分電壓值進行比例補償,從而消除標稱誤差帶來的差異,保證產(chǎn)品的一致性。
由于磁通量采集儀在采集感應(yīng)信號時主要對傳感器進行激勵、并對感應(yīng)信號進行硬件積分運算,激勵電容的大小差異會引起激勵能量的大小,最終引起積分電壓的差異。為了保證不同設(shè)備對同一個條件下傳感器采集的結(jié)果一致性,就必須對激勵電容進行挑選,但挑選成本、工作量較大,存在局限性。
為了實現(xiàn)根據(jù)配置信息自動補償功能,本實用新型利用了微型控制器和EEPROM參數(shù)存儲模塊,其中參數(shù)配置模塊中主要存儲了激勵電容的實際容值CJx信息以及出廠時間。而在設(shè)備出廠時,所有出廠設(shè)備與固定同一臺標準樣機進行對比測試,標準樣機所使用的激勵電容為CJref,根據(jù)兩種容值差異,以及不同測試條件下測試的數(shù)據(jù)進行擬合,得到補償系數(shù)KJc1,并將補償系數(shù)Kc1設(shè)置寫入EEPROM中進行存儲。后續(xù)每次采集時利用此系數(shù)進行補償計算,最終使得出廠設(shè)備相比于標準參考樣機,均保持一致。
本實用新型的有益效果:
本實用新型的微控制器通過讀取配置模塊中的配置信息,對積分后的電壓信號進行補償,消除了激勵電容標稱誤差引起的設(shè)備差異性,使得補償后的設(shè)備均保持了一致性,提高了系統(tǒng)的實用性。
附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖1對本實用新型進行詳細描述:
一種磁通量激勵電容誤差補償裝置,它包括激勵電容1、磁通量傳感器2、采集電路3、微型控制器4和EEPROM存儲器5;
所述激勵電容1與磁通量傳感器2連接,磁通量傳感器2與采集電路3連接,采集電路3與微型控制器4連接,微型控制器4與EEPROM存儲器5連接。
EEPROM存儲器5用于存儲出廠時激勵電容的信息。EEPROM存儲器用于存儲出廠時激勵電容的信息。通過與標準樣本容值的比值,對積分電壓值進行比例補償,從而消除標稱誤差帶來的差異,保證產(chǎn)品的一致性。
由于磁通量采集儀在采集感應(yīng)信號時主要對傳感器進行激勵、并對感應(yīng)信號進行硬件積分運算,激勵電容的大小差異會引起激勵能量的大小,最終引起積分電壓的差異。為了保證不同設(shè)備對同一個條件下傳感器采集的結(jié)果一致性,就必須對激勵電容進行挑選,但挑選成本、工作量較大,存在局限性。
為了實現(xiàn)根據(jù)配置信息自動補償功能,本實用新型利用了微型控制器和EEPROM參數(shù)存儲模塊,其中參數(shù)配置模塊中主要存儲了激勵電容的實際容值CJx信息以及出廠時間。而在設(shè)備出廠時,所有出廠設(shè)備與固定同一臺標準樣機進行對比測試,標準樣機所使用的激勵電容為CJref,根據(jù)兩種容值差異,以及不同測試條件下測試的數(shù)據(jù)進行擬合,得到補償系數(shù)KJc1,并將補償系數(shù)Kc1設(shè)置寫入EEPROM中進行存儲。后續(xù)每次采集時利用此系數(shù)進行補償計算,最終使得出廠設(shè)備相比于標準參考樣機,均保持一致。