钢板表面平整度测试仪设计分析.pdf

《钢板表面平整度测试仪设计分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、P崔&D钢板表面平整度测试仪设计分析姚琳娜(上海震旦职业学院，上海201908)摘要本文介绍了钢板表面平整度测试仪的工作原理、测量传感器及系统组成，该测试仪能在线测量钢板表面的缺陷，并取得较好的效果。关键词平整度；系统组成；传感器中图分类号：P228文献标识码：A文章编号：167卜7597(2014)2O-0028—02钢板在轧制过程上，由于板材内部的化学成分不一致，在受到轧机的压力后，表面产生的应力不均匀，造成表面平整度的缺陷。表现在出现凹坑、气泡和划痕，需要现场在线对钢板表面的平整度进行在线测量。1系统的硬件组成系统的硬件原理如图I所示。钢板

2、表面平整度测试仪的硬件系统由以下几个部分构成：①MCS一51单片机作为CPU：②AD57412位逐步逼近式模／数转换器；③信号电压放大器；图3测量变换器④通道选择器CD4051；⑤检测变送器(传感器)。测量时，在前置器上施加一个一24v电压，则在前置器内产生高频振荡，发出1MHz射频信号，将该信号放到检测探头，探头内有一个绕在陶瓷骨架上的平面线圈，当来自于前置器的射频信号电流通过线圈时，在探头周围的一定范围内产生交变磁场．，该交变磁场在进行钢板表面平整度测量时，如前所说，便会在钢板表面产生电涡流。当钢板表面的平整度发生变化时，此电流产生的磁场通过

3、线圈反作用于射频信号，在前置器内产生调幅信号。该信号经调整后，在前置器输出端输出与钢板缺陷成正比的电压信号。其输出电压范围为0—15V，最大测量的不平整度为3mm，分辨图l系统的硬件结构率lum，频率范围为O—lOkHz，前置的供电电压为24V。1)测量变送器。2)单片机。测量变送器采用电涡流传感器。这种传感器可以用来测量本系统采用8051单片机。根据需要扩展EPROM4k2732和位移、振动、厚度等参数，也可以用于无损探伤。它的工作原2kRAM6116各一片，并行输入／输出接口8255用于A／D转换的理如图2所示。一个通由交流电流．的传感器线圈

4、由于电流的接口，采用串行口移位寄存器方式构成静态显示电路。周期性变化，根据电磁感应原理，则在线圈周围产生一个交变3)信号调整电路。磁场。当被测钢板置于其中，则在被测钢板上感应出电涡流在钢板的宽度方向安装三个传感器，测量通道切换采用，，，该电流方向与传感器线圈上的电流方向相反，同样根据电CD405l多路选择器进行选择。磁感应原理，在钢板上的电涡流也将产生一个新的磁场，为了提高测量精度和共模抑制能力，本钢板表面平整度测与。的具有不同方向，因此，减小原磁场，由于磁场的反试仪采用了由三个运算放大器组成的测量放大器来提高测量精作用是通由线圈的等效阻抗Z：R

5、+j63L发生变化。度和抑制共模干扰，在设计时应考虑该测量放大器的放大倍数在钢板轧制过程中，钢板可能会造成表面的平整度缺陷，可调，要求将输出信号电压调整到O一2Ov较为适宜。配合由如凹坑、划痕、气泡等，因此，线圈与钢板之间的距离发生了12位逐步逼近式模／数转换器采集的输入信号。变化，阻抗z也变化即可发现钢板表面的缺陷。本系统采用的4)A／D转换器。是国产HZ一8500系列位移变送器，该变送器为磁电型非接触式为保证系统具有较高的监测精度和转换速度，本系统采变送器，由探头和前置器组成。见图3。用l2位逐步逼近式模／数转换器AD574。AD574采用单

6、极性O一2OV的输入，即测量放大器的O2OV输出信号接到AD574的单极性输入端，使两者信号相适宜。CPU采用定时查询方式，通过8255并行接口将数据一次读入。5)键盘及显示。本系统采用串行口移位寄存器方式构成静态显示电路，改有五位LED显示，用以显示通道、数据，钢板厚度显示单位为gtm。键盘扫描采用INT的中止方法，当键盘上任意一个按键被图2高频反射电涡流传感器原理图2014年第2O期总第164期S¨_IC0NVALLEY按下时，通过键盘内的逻辑电路和键盘扫描软件检测到按键信号，即向单片机INT脚申请中断，若单片机响应，即转入实施理燔荣护上解决

7、程序。愎筮时闻攀数树始化l2系统软件设计由于钢板表面的表面平整度有一个极值程度，见图4。超卜一时神l诗时上调用显示于程序l过这个极值点，单片机通过8255驱动固态继电器，使喷漆头动作，趟谶制在钢板上作记号，因此关键要找出极点值A(to．ho)根据A点所铡盈韧始值I具有的特征，设计了查找极值点子程序Dmax。莱榉崔绕性他本测试仪在使用时，AD574转换器的采样周期设置为‘10ms，即每隔0ms被测量变送器采集一组钢板平整度数据，存赭衅一l并存入指定的数据RAM中，每当测到10组数据时，调用极点值显示单元邀∞l寻找的Dmax子程序。通过比较，找出极点

8、值。如果没有，就向前一位，直到将第一组数据移出，再采入，重新调用Dmax子程f开中断I{碍异；p坤Ⅸ于程寄序，重复进行这一过程，直到找出