一种智能纸张厚度计设计.pdf

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1、72传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第4期BOI：i0．13873／J．1000--9787(2015>o4-o072-03一种智能纸张厚度计设计王曙光，唐浩漾(西安邮电大学自动化学院，陕西西安710121)摘要：根据纸张厚度测量控制系统的功能要求，应用B射线吸收原理，完成了一种智能纸张厚度计设计。它以MSP430FG479为微处理器，具有CAN和RS--485通信接口，具有自检测和自标定功能。给出了系统硬件实现方法，软件设计流程。经实验验

2、证，检测精度达到0．1％以上。该设计方案，换用不同的放射源，可对各种纸和纸板的厚度进行检测，易于操作，工作稳定。关键词：纸张；厚度计；CAN总线；MSP430中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)04--0072--03DesignofanintelligentpaperthicknessgaugeWANGShu—guang，TANGHao—yang(SchoolofAutomation。Xi’anUniversityofPosts&T，Xi’an710121，China)Abs

3、tract：Accordingtofunctionrequestforpaperthicknessmeasuringcontrolsystem，adoptB—rayabsorptionprinciple，designofakindofintelligentpaperthicknessgaugeisachieved．IttakesMSP430FCA79asthemicroprocessor，withCANandRS--485communicationinterface，ithasalsoselfinspectiona

4、ndselfcalibrationfunction．Reali：tationmethodofthesystemhardware，andsoftwaredesignprocessaregiven．Experimentverifiesthattheprecisionachieveover0．1％．ThedesignschemeCanbeusedtodetectthicknessofallkindsofpaperandboardbyusingdiferentradiatesource，easyoperationandst

5、ablework．Keywords：paper；thicknessgauge；CANbus；MSP4300引言自标定功能。纸张的厚度，也称为定量，是纸最基本的性能指标之1厚度测量原理一，ISO536对定量的定义是“按照规定的试验方法测定的厚度计可以分为传感器和信号处理单元两大部分。传纸与纸板单位面积的质量，g／m。”精确、快速、可靠的在线感器部分有源盒和电离室，纸从源盒与电离室中间穿过，阻检测技术对现代造纸工业是必不可少的，而厚度计是其中挡和散射B射线，使电离电流变弱，按照纸的厚度与电离最关键的设备。厚度计所采用的

6、检测技术有电磁、红外、光电流的变化关系，通过检测电离电流可以测得纸的厚度，进电、电容、超声、B射线定量、XRF和THz—TDS、光学、x射线而问接得到纸的定量J。电离室是内阻极高的信号源，所荧光、太赫兹时域光谱等⋯。目前，广泛使用的厚度计多产生的信号电流为nA数量级，如下式基于放射线吸收原理。，=／0e-,up~，(1)厚度计原始测量信号微弱，工作环境温度变化大，电磁式中，0和，为射线穿过纸页前后的电流；为吸收系数，干扰严重，使测量精度受到影响。针对这些因素的处理方m2／g；px为定量，其中，P为纸的密度为厚度。法

7、，已有相关研究J。另一方面，原来采用的微处理器是2硬件结构普通的MCS-51系列单片机，集成度低，性能较差。而且传2．1总体设计方案感器部分与信号处理单元分离，模拟信号的长距离传输对在纸张厚度B射线测量原理的基础上，设计了一种智测量结果影响也很大。本文设计选用16位单片机能厚度计，总体框图如图1所示。电路部分主要包括MSP430FC479为处理器，使处理精度和速度都有提高，此MSP430微控制器、测量信号调理电路、温度检测电路、放射外，仪表设计了CAN和RS-485通信接口，完善了自诊断和源控制电路、CAN通信接口

8、、RS--485通信接口。收稿日期：2015-01—15基金项目：陕西省教育厅科研计划资助项目(14JK1679)；陕西省自然科学基金资助项目(2012JM8022)第4期王曙光，等：一种智能纸张厚度计设计73MSP43OF(27O可以通过电路设计应用在这里J，但毕竟不太方便。MCP2515是一种具有高速SPI接口的CAN通信控制器，它共有5种工作模式：配置