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1、基于数据采集和无线远传的工业应变遥测记录仪2010正第4期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor2010NO.4基于数据采集和无线远传的工业应变遥测记录仪冯林,沈德峰,吴振宇(大连理工大学创新实验学院,辽宁大连116024)摘要:文中介绍了一种基于数据采集和无线通信的工业应变遥测记录仪.通过MSP430单片机片上l2位A/D转换器进行数据采集,并控制nRF2401无线模块实现数据的无线远传,同时采用SD卡存储采集数据.系统设计充分考虑了应变检测的难点,实现了应变物理量的采集,存储和远传,具有很强的实用性.系统侧重于运动系统中高速运动部件的应变检测,
2、具有体积小,速度快,无需外接数据线,采集数据易处理等优点,已经成功应用于大型冷却机的应变检测系统中.关键词:应变检测;记录仪;SD卡;nRF2401;仪表放大器中图分类号:TH823文献标识码:A文章编号:1002—1841(2010)04—0023—03IndustryStrainTelemetryRecorderBasedonDataAcquisitionandWirelessTransmissionFENGLin,SHENDe—feng,WUZhen-yu(SchoolofInnovationandExperiment,DalianUniversityofTechnology
3、,Dalian116024,China)Abstract:Thispaperdescribesastraintelemetryrecorderbasedondataacquisitionandwirelesscommunications.Theon?chip12一bitA/DeonveflerofMSP430isusedfordataacquisition.TheMCUcontrolsthewirelessmoduletoachievelong—rangewirelessdatatransmission.AndtheSDcardisusedforstorethedata.Thede
4、signofthesystemtakesfullaccountofthediffieul-tiesinstraindetecting,anditimplementsthedataacquisition,storageandlong-distancetransmission.Thesystemfocusesonthestraindetectionofhigh—speedmovementsystem.Ithasbeenappliedtolarge?scalecoolingmachinesystemofthestraindetection.Keywords:straindetection
5、;recorder;SDcard;nRF2401;instrumentationamplifier0引言应变检测是某些工业生产过程中的重要环节,通常采用应变片实现.普通的应变检测装置采用模拟放大并驱动记录仪来实现.而在实际的工业生产过程中,需要检测的工件往往是运动系统的重要机构,仪表繁琐的接线和庞大的体积都会影响检测的顺利进行.文中讨论了一种基于数据采集和数据无线远传的解决办法,并设计实现了一款体积小,精度高,无需外接通信线路的工业用应变遥测记录仪.1系统硬件部分设计与实现硬件系统由信号采集模块,存储模块,通信模块和主控模块等构成.系统要求采集的数据实现远程显示或存储到非易失介质中
6、.系统的整体原理如图1所示.1.1主控制器模块主控制器采用MSP430F149单片机.MSP430系列单片机是精简指令集超低功耗的16位单片机.MSP430F149采用l6位总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,具有统一的中断管理和丰富的片上外围模块.其片内有精密硬件乘法器,2个16位定时器,1个12位的A/D转换器,2路USART通信端口,1个DCO内部振荡器和2个外部时钟.由于F149为FLASH型单片机,可以在线对其进行调试和下载,并具有良好的可靠性和抗干扰能力,非常适合工业级运行环境的设备使用.收稿日期:2009—09—21,,√无线模块1r应仪l门狗电劂l掉电检
7、测电路I变用^,nI—T一——广片放.主控单片机I电大电卤卤桥路HJ存储模块图1系统整体原理图1.2信号采集模块信号采集模块需要将电阻应变片产生的电阻变化信号转换成电压信号,并对其进行放大之后送入A/D转换器.前端电路采用常用的桥式电路.将应变片置于电阻桥的一个桥臂上,其他桥臂使用与其阻值相同的精密电阻.当应变片阻值变化时,在桥臂的输出节点上会产生电势差.放大电路采用集成仪用放大器AD620实现.AD620的内部集成了由3个运算放大器组成的差分放大电路.该电路增益调节
