一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器標(biāo)定是在傳感器設(shè)計初期就要考慮的問題，也是貫穿整個設(shè)計、制造和使用中的重要部分。傳感器設(shè)計好后，在模擬環(huán)境下，通過特定的裝置對其標(biāo)定實驗，通過分析采集數(shù)據(jù)驗證標(biāo)定平臺是否達到傳感器性能要求，這就是整個標(biāo)定的流程。尤其對于新型傳感器，本身就滿足許多未知因素，能否達到工作要求，取決于標(biāo)定裝置的精度是否達到測量要求。傳感器標(biāo)定不僅是產(chǎn)品設(shè)計過程中的重要依據(jù)，而且在關(guān)鍵技術(shù)的復(fù)測校準(zhǔn)及傳感器故障維修中扮演著重要的角色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有智能化程度高，設(shè)計合理，操作簡單，成本低，精度高等優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，包括實驗臺、平移臺、前后位置調(diào)整裝置、上下位置調(diào)整裝置、齒輪支撐棒、角度旋轉(zhuǎn)器、夾具、FPGA控制裝置，所述實驗臺右側(cè)的上表面通過支撐架設(shè)有亥姆赫茲線圈，所述前后位置調(diào)整裝置安裝在上下位置調(diào)整裝置的下端，所述前后位置調(diào)整裝置的固定在上下位置調(diào)整裝置的下端；所述前后位置調(diào)整裝置與平移臺轉(zhuǎn)動連接，所述上下位置調(diào)整裝置與平移臺滑動連接，所述齒輪支撐棒設(shè)置在上下位置調(diào)整裝置的上端，所述角度旋轉(zhuǎn)器安裝在上下位置調(diào)整裝置的右側(cè)，所述夾具與角度旋轉(zhuǎn)器固定連接，所述夾具的一側(cè)設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)滑動設(shè)有伸縮桿，所述夾具的右端設(shè)有PCB夾頭；所述FPGA控制裝置包括核心板，所述核心板包括串口通信模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、時鐘及復(fù)位模塊、FPGA運動控制芯片；所述FPGA運動控制芯片分別連接有D/A轉(zhuǎn)換模塊、報警裝置和零點檢測裝置，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊通過電壓放大電路連接有光電耦合器，所述光電耦合器分別與報警裝置和零點檢測裝置電性連接，所述光電耦合器連接有伺服電機、光柵尺和限位開關(guān)。
[0005]所述前后位置調(diào)整裝置、上下位置調(diào)整裝置和角度旋轉(zhuǎn)器均設(shè)有伺服電機。
[0006]所述前后位置調(diào)整裝置的一端設(shè)有用于調(diào)節(jié)前后位置的旋轉(zhuǎn)手柄。
[0007]所述上下位置調(diào)整裝置的一端設(shè)有用于調(diào)節(jié)上下位置的旋轉(zhuǎn)手柄。
[0008]所述PCB夾頭設(shè)置為A端，所述伸縮桿右側(cè)的端部設(shè)置為B端。
[0009]所述夾具優(yōu)選黃銅夾具，黃銅沒有磁性，以防止影響測量值。
[0010]本發(fā)明一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，通過前后位置調(diào)整裝置、上下位置調(diào)整裝置和角度旋轉(zhuǎn)器能夠?qū)崿F(xiàn)三軸旋轉(zhuǎn)和調(diào)整，通過FPGA控制裝置能夠精確調(diào)整磁傳感器的位置；該系統(tǒng)具有智能化程度高，設(shè)計合理，操作簡單，成本低，精度高等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的FPGA控制裝置的模塊圖。
[0012]圖中:1-實驗臺、101-平移臺、102-亥姆赫茲線圈、2-前后位置調(diào)整裝置、3-上下位置調(diào)整裝置、4-齒輪支撐棒、5-角度旋轉(zhuǎn)器、6-夾具、601-滑槽、602-伸縮桿、7 -PCB夾頭、8 -FPGA控制裝置、9-核心板、10-串口通信模塊、111-電源轉(zhuǎn)換模塊、12-時鐘及復(fù)位模塊、13 -FPGA運動控制芯片、14- D/A轉(zhuǎn)換模塊、15-報警裝置、16-零點檢測裝置、17-電壓放大電路、18-光電親合器、19-伺服電機、20-光柵尺、21-限位開關(guān)。
【具體實施方式】
[0013]如圖1-3所示，一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，包括實驗臺1、平移臺101、前后位置調(diào)整裝置2、上下位置調(diào)整裝置3、齒輪支撐棒4、角度旋轉(zhuǎn)器5、夾具6和FPGA控制裝置8，所述實驗臺I右側(cè)的上表面通過支撐架設(shè)有亥姆赫茲線圈102，所述前后位置調(diào)整裝置2安裝在上下位置調(diào)整裝置3的下端，且所述前后位置調(diào)整裝置2的螺桿通過螺母固定在上下位置調(diào)整裝置3的下端，且所述前后位置調(diào)整裝置2的螺桿與平移臺101轉(zhuǎn)動連接，所述前后位置調(diào)整裝置2的一端設(shè)有前后位置旋轉(zhuǎn)手柄，所述上下位置調(diào)整裝置3與平移臺101滑動連接，所述上下位置調(diào)整裝置3的一端設(shè)有上下位置旋轉(zhuǎn)手柄，所述齒輪支撐棒4設(shè)置在上下位置調(diào)整裝置3的上端，所述前后位置調(diào)整裝置2、上下位置調(diào)整裝置3和角度旋轉(zhuǎn)器4均設(shè)有伺服電機，所述角度旋轉(zhuǎn)器5安裝在上下位置調(diào)整裝置3的右側(cè)，所述夾具6與角度旋轉(zhuǎn)器5固定連接，所述夾具6的一側(cè)設(shè)有滑槽601，所述滑槽內(nèi)滑動連接有伸縮桿602，所述夾具6的右端設(shè)有PCB夾頭7，所述PCB夾頭7設(shè)置為A端，所述伸縮桿602右側(cè)的端部設(shè)置為B端，所述FPGA控制裝置8包括核心板9，所述核心板9包括串口通信模塊10、電源轉(zhuǎn)換模塊11、時鐘及復(fù)位模塊12和FPGA運動控制芯片13，所述FPGA運動控制芯片13分別連接有D/A轉(zhuǎn)換模塊14、報警裝置15和零點檢測裝置16，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊14通過電壓放大電路17連接有光電耦合器18，所述光電耦合器18分別與報警裝置15和零點檢測裝置16電性連接，所述光電耦合器18連接有伺服電機19、光柵尺20和限位開關(guān)21。
[0014]工作原理:在運動控制板接收上位機的指令信息，通過FPGA控制裝置8進行一連串的解碼操作，得到所需的速度、位置和方向等信息；獲取相對應(yīng)的脈沖信息經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換模塊14的電壓信號輸出給伺服驅(qū)動器，在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行相對的修正處理，有規(guī)律的實現(xiàn)伺服電機19的控制；在速度和位置檢測方面，通過每1ms對標(biāo)定平臺的光柵尺20信號的采集，實現(xiàn)對控制信號進行實時的計算和修正。伺服電機19需要驅(qū)動電路和上位機通訊，Labview程序?qū)⒔Y(jié)合傳感器的測量值來反饋控制伺服電機19，將傳感器調(diào)整到輸出量最大的位置。再根據(jù)亥姆赫茲線圈規(guī)格手冊，通過Labview程序給亥姆赫茲線圈加電流，產(chǎn)生已知磁場。得到磁傳感器的輸出量和實際磁場大小，完成標(biāo)定。
[0015]通過前后位置調(diào)整裝置2調(diào)整和上下位置調(diào)整裝置3調(diào)整將已焊接傳感器的PCB板夾頭7，送到亥姆赫茲線圈102中間(這里磁場均勻);再通過角度旋轉(zhuǎn)器5調(diào)整角度和伸縮桿602使得A端固定，B端移動。將A端放在夾具6的中心軸位置，再結(jié)合調(diào)節(jié)角度旋轉(zhuǎn)器5時，A端不動，B端動，結(jié)合調(diào)節(jié)伸縮桿602，則實現(xiàn)B端在空間中移動，來實現(xiàn)傳感器標(biāo)定。
【主權(quán)項】
1.一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，包括實驗臺(I)、平移臺(101)、前后位置調(diào)整裝置(2)、上下位置調(diào)整裝置(3)、齒輪支撐棒(4)、角度旋轉(zhuǎn)器(5)、夾具(6)、FPGA控制裝置(8)，其特征在于，所述實驗臺(I)右側(cè)的上表面通過支撐架設(shè)有亥姆赫茲線圈(102)，所述前后位置調(diào)整裝置(2)安裝在上下位置調(diào)整裝置(3)的下端，所述前后位置調(diào)整裝置(2)的固定在上下位置調(diào)整裝置(3)的下端；所述前后位置調(diào)整裝置(2)與平移臺(101)轉(zhuǎn)動連接，所述上下位置調(diào)整裝置(3)與平移臺(101)滑動連接， 所述齒輪支撐棒(4 )設(shè)置在上下位置調(diào)整裝置(3 )的上端，所述角度旋轉(zhuǎn)器(5 )安裝在上下位置調(diào)整裝置(3)的右側(cè)，所述夾具(6)與角度旋轉(zhuǎn)器(5)固定連接，所述夾具(6)的一側(cè)設(shè)有滑槽(601)，所述滑槽(601)內(nèi)滑動設(shè)有伸縮桿(602)，所述夾具(6)的右端設(shè)有PCB夾頭(7 );所述FPGA控制裝置(8 )包括核心板(9 )，所述核心板(9 )包括串口通信模塊(10 )、電源轉(zhuǎn)換模塊(11 )、時鐘及復(fù)位模塊(12)、FPGA運動控制芯片(13);所述FPGA運動控制芯片(13)分別連接有D/A轉(zhuǎn)換模塊(14)、報警裝置(15)和零點檢測裝置(16)，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊(14)通過電壓放大電路(17)連接有光電耦合器(18)，所述光電耦合器(18)分別與報警裝置(15)和零點檢測裝置(16)電性連接，所述光電耦合器(18)連接有伺服電機(19)、光柵尺(20)和限位開關(guān)(21)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述前后位置調(diào)整裝置(2)、上下位置調(diào)整裝置(3)和角度旋轉(zhuǎn)器(4)均設(shè)有伺服電機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述前后位置調(diào)整裝置(2)的一端設(shè)有用于調(diào)節(jié)前后位置的旋轉(zhuǎn)手柄。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述上下位置調(diào)整裝置(3)的一端設(shè)有用于調(diào)節(jié)上下位置的旋轉(zhuǎn)手柄。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述PCB夾頭(7)設(shè)置為A端，所述伸縮桿(602)右側(cè)的端部設(shè)置為B端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，夾具(6)為黃銅夾具。7.采用如權(quán)利要求1~6任意一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的磁傳感器標(biāo)定方法，其特征在于，在運動控制板接收上位機的指令信息，通過FPGA控制裝置(8)進行一連串的解碼操作，得到所需的速度、位置和方向信息；獲取相對應(yīng)的脈沖信息經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換模塊14的電壓信號輸出給伺服驅(qū)動器，在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行相對的修正處理，有規(guī)律的實現(xiàn)伺服電機(19)的控制；在速度和位置檢測方面，通過對標(biāo)定平臺的光柵尺(20)信號的采集，實現(xiàn)對控制信號進行實時的計算和修正；伺服電機(19)需要驅(qū)動電路和上位機通訊，Labview程序?qū)⒔Y(jié)合傳感器的測量值來反饋控制伺服電機(19)，將傳感器調(diào)整到輸出量最大的位置；再根據(jù)亥姆赫茲線圈(102)規(guī)格手冊，通過Labview程序給亥姆赫茲線圈(102)加電流，產(chǎn)生已知磁場，得到磁傳感器的輸出量和實際磁場大小，完成標(biāo)定。8.如權(quán)利要求7所述一種磁傳感器標(biāo)定方法，其特征在于，通過前后位置調(diào)整裝置(2)調(diào)整和上下位置調(diào)整裝置(3)調(diào)整將已焊接傳感器的PCB板夾頭(7)，送到亥姆赫茲線圈(102)中間；再通過角度旋轉(zhuǎn)器(5)調(diào)整角度和伸縮桿(602)使得A端固定，B端移動；將A端放在夾具(6)的中心軸位置，再結(jié)合調(diào)節(jié)角度旋轉(zhuǎn)器(5)時，A端不動，B端動，結(jié)合調(diào)節(jié)伸縮桿(602)，則實現(xiàn)B端在空間中移動，來實現(xiàn)傳感器標(biāo)定。
【專利摘要】一種基于Labview控制磁傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，所述前后位置調(diào)整裝置安裝在上下位置調(diào)整裝置的下端，且所述前后位置調(diào)整裝置的螺桿通過固定在上下位置調(diào)整裝置下端的螺母與平移臺轉(zhuǎn)動連接，所述上下位置調(diào)整裝置與平移臺滑動連接，所述齒輪支撐棒設(shè)置在上下位置調(diào)整裝置的上端，所述角度旋轉(zhuǎn)器安裝在上下位置調(diào)整裝置的右側(cè)，所述FPGA運動控制芯片分別連接有D/A轉(zhuǎn)換模塊、報警裝置和零點檢測裝置，所述光電耦合器分別與報警裝置和零點檢測裝置電性連接，所述光電耦合器連接有伺服電機、光柵尺和限位開關(guān)。該系統(tǒng)具有智能化程度高，設(shè)計合理，操作簡單，成本低，精度高等優(yōu)點。
【IPC分類】G01R35/00
【公開號】CN105182267
【申請?zhí)枴緾N201510669952
【發(fā)明人】潘禮慶, 劉亞, 羅志會
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月13日