一種微位移測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微位移測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]位移用于描述物體在空間中位置，是日常生活，自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中最基本的物理量，重要性不言而喻。微位移測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量物體位置的相對(duì)變化，是機(jī)械加工，機(jī)械測(cè)量，自動(dòng)化生產(chǎn)等的重要保障。目前微位移測(cè)試系統(tǒng)面臨的主要難點(diǎn)是:一是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、幅度穩(wěn)定的正弦激勵(lì)信號(hào)，二是低溫漂有效值轉(zhuǎn)換，三是高精度模數(shù)采樣，四是開(kāi)關(guān)電源的保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微位移測(cè)試系統(tǒng)，其能產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、幅度穩(wěn)定的正弦激勵(lì)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)低溫漂有效值轉(zhuǎn)換和高精度模數(shù)采樣。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種微位移測(cè)試系統(tǒng)，包括線性可變差動(dòng)變壓器，所述線性可變差動(dòng)變壓器上設(shè)有初級(jí)線圈、第一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線圈，其還包括:
[0005]用于產(chǎn)生方波信號(hào)的主單片機(jī)；
[0006]用于從所述方波信號(hào)中抽取2.5kHz正弦基波信號(hào)的基波抽取電路；
[0007]連接所述線性可變差動(dòng)變壓器的初級(jí)線圈，用于增強(qiáng)該正弦基波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，以驅(qū)動(dòng)所述線性可變差動(dòng)變壓器的平衡驅(qū)動(dòng)電路；
[0008]分別連接所述線性可變差動(dòng)變壓器的第一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線圈，用以對(duì)所述線性可變差動(dòng)變壓器輸出的差分信號(hào)進(jìn)行放大和共模噪聲抑制的儀器放大電路；
[0009]用于對(duì)所述儀器放大電路輸出的差分信號(hào)進(jìn)行濾波的帶通濾波電路；
[0010]用于將所述帶通濾波電路輸出的差分信號(hào)轉(zhuǎn)化為單端直流信號(hào)的交直變換電路；
[0011]用于對(duì)所述交直變換電路輸出的單端直流信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，并將模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的電壓轉(zhuǎn)換結(jié)果值輸入所述主單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；
[0012]以及用于同時(shí)提供+3V電源、-3V電源、+5V電源，-5V電源、+2.5V電源的電源轉(zhuǎn)換電路。
[0013]進(jìn)一步的，所述主單片機(jī)上設(shè)有時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電路包括與所述主單片機(jī)的XTAL1接口和XTAL2接口連接的無(wú)源晶振Ml，將所述主單片機(jī)的XTAL1接口接地的電容C19，以及將所述主單片機(jī)的XTAL2接口接地的電容C20。
[0014]進(jìn)一步的，所述平衡驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)全差分漏斗平衡放大器;所述全差分漏斗平衡放大器上設(shè)有IN+0.4引腳、IN+0.8引腳、IN-0.4引腳和IN-0.8引腳，以及VC0M引腳、VDD3引腳、VSS3引腳、+0UT3弓|腳和-0UT3引腳；
[0015]所述+0UT3引腳連接所述線性可變差動(dòng)變壓器的初級(jí)線圈的同名端，所述-0UT3引腳連接所述線性可變差動(dòng)變壓器的初級(jí)線圈的非同名端;所述線性可變差動(dòng)變壓器的第一次級(jí)線圈的非同名端和第二次級(jí)線圈的非同名端同時(shí)接地;所述ΙΝ+0.4引腳和ΙΝ+0.8引腳之間設(shè)有切換開(kāi)關(guān)J1，所述切換開(kāi)關(guān)連接所述基波抽取電路;所述IN-0.4引腳、所述IN-0.4引腳，以及所述VCOM引腳同時(shí)接地。
[0016]進(jìn)一步的，所述儀器放大電路包括儀器放大芯片，所述儀器放大芯片上設(shè)有IN-5引腳、IN+5引腳，RG 1引腳、RG2引腳，V0UT5引腳、REF5引腳，以及VCC5弓|腳和VSS5引腳，所述RG1引腳和所述RG2引腳之間設(shè)有增益調(diào)節(jié)電阻RG;所述V0UT5引腳為所述儀器放大電路的輸出端；
[0017]所述IN-5引腳和所述IN+5引腳之間設(shè)有電容C4，所述IN-5引腳和所述IN+5弓丨腳分別連接所述線性可變差動(dòng)變壓器的第一次級(jí)線圈的同名端和第二次級(jí)線圈的同名端，構(gòu)成該儀器放大電路的輸入端。
[0018]進(jìn)一步的，所述交直變換電路包括一塊交流轉(zhuǎn)直流變換芯片，所述交流轉(zhuǎn)直流變換芯片上設(shè)有SUM引腳、RMS引腳，IBFOUT引腳、IBFIN-引腳、IBFIN+引腳、IGND引腳、IBFGN引腳、0GND引腳、VSS7引腳、0BFIN-引腳、0BF0UT2引腳；
[0019]所述IBFIN-引腳和所述IBFOUT引腳短接，并通過(guò)極性電容E3連接所述RMS引腳，其中所述極性電容E3的正極連接所述RMS引腳，負(fù)極同時(shí)連接所述IBFIN-引腳和所述IBFOUT引腳；
[0020]所述IBFIN+引腳通過(guò)電阻R10接地，連接所述帶通濾波電路;所述IGND引腳和所述0GND引腳同時(shí)接地，所述VSS7弓丨腳連接-5V電源；
[0021]所述0BFIN-引腳和所述0BF0UT2引腳短接，并通過(guò)依次串聯(lián)的電阻R11和電阻R12接地，所述電阻R12上并聯(lián)有極性電容E5，經(jīng)過(guò)交流轉(zhuǎn)直流變換后的直流信號(hào)從所述極性電容E5的正極輸出。
[0022]進(jìn)一步的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括基準(zhǔn)源集成電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路，所述基準(zhǔn)源集成電路上設(shè)有VIN81弓I腳、GND81引腳、V0UT81弓|腳和TP81引腳；
[0023]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路設(shè)有REF82引腳、VDD82引腳、V1082引腳、SDI 82引腳、IN82+引腳、IN82-引腳、GND82引腳、SCK82引腳、SD082弓|腳和CNV82引腳；
[0024]所述基準(zhǔn)源集成電路的VIN81引腳和GND81引腳之間設(shè)有電容C32，所述V0UT81引腳與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的REF82引腳連接；
[0025]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的REF82引腳與接地端之間設(shè)有極性電容E16，使所述REF82引腳獲取基準(zhǔn)電壓;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的IN82+引腳接地;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的VDD82引腳和IN82+引腳之間連接有電容C13;
[0026]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的V1082引腳和IN82+引腳之間連接有電容C14，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的V1082引腳和SDI 82引腳短接；
[0027]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的GND82引腳連接接地端；
[0028]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的SCK82引腳、SD082引腳和CNV82引腳對(duì)應(yīng)連接所述主單片機(jī)的CLK引腳、M0S引腳和SS引腳。
[0029]進(jìn)一步的，所述電源轉(zhuǎn)換電路包括:
[0030]輸入整流濾波電路、鉗位保護(hù)電路、高頻變壓器、單片電源、反饋電路、輸出整流濾波電路；
[0031 ]所述輸入整流濾波電路包括整流橋和整流極性電容，其中所述整流極性電容的正極與所述整流橋的正極輸出端連接，負(fù)極與所述整流橋的負(fù)極輸出端連接；
[0032]所述高頻變壓器包括初級(jí)繞組、次級(jí)繞組和反饋繞組；
[0033]所述單片電源包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，其中所述第二引腳與所述整流極性電容的負(fù)極連接；
[0034]所述鉗位保護(hù)電路包括鉗位穩(wěn)壓二極管和鉗位二極管，其中所述鉗位穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述整流極性電容的正極以及所述初級(jí)繞組的非同名端連接;所述鉗位二極管的正極與所述鉗位穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述鉗位二極管的負(fù)極與所述初級(jí)繞組的同名端以及所述單片電源的第一引腳連接；
[0035]所述輸出整流濾波電路包括第一次級(jí)二極管、次級(jí)極性電容、次級(jí)穩(wěn)壓二極管、次級(jí)電感和第二次級(jí)二極管，所述第一次級(jí)二極管的負(fù)極與所述次級(jí)繞組的同名端連接，所述第一次級(jí)二極管的正極與所述次級(jí)極性電容的正極連接，所述次級(jí)極性電容的負(fù)極與所述次級(jí)繞組的非同名端連接，所述次級(jí)極性電容的正極與所述次級(jí)穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述次級(jí)電感的一端與所述次級(jí)穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接，所述次級(jí)電感的另一端與所述第二次級(jí)二極管的負(fù)極連接，所述第二次級(jí)二極管的正極與所述次級(jí)極性電容的負(fù)極連接；
[0036]所述反饋電路包括反饋二極管、反饋電容、光耦合器和反饋極性電容，其中所述反饋二極管的負(fù)極與所述反饋繞組的同名端連接，所述反饋電容的一端與所述反饋二極管正極連接，所述反饋電容的另一端與所述反饋繞組的非同名端，以及所述單片電源的第二引腳連接，所述光耦合器的一端與所述反饋二極管的正極連接，所述光耦合器的另一端與所述單片電源的第三引腳以及所述反饋極性電容的正極連接，所述光耦合器與所述第二次級(jí)二極管耦合，所述反饋極性電容的負(fù)極與所述單片電源的第二引腳連接。
[0037]進(jìn)一步的，所述主單片機(jī)上還設(shè)有復(fù)位電路，所述復(fù)位電路包括連接在所述主單片機(jī)的RST1接口與+5V電源之間的極性電容E17，以及連接在所述主單片機(jī)的RST1接口和接地端之間的電阻R9。
[0038]進(jìn)一步的，所述主單片機(jī)上還設(shè)有按鍵中斷電路，所述按鍵中斷電路包括用于連接所述主單片機(jī)的IN03.2接口、INI 3.3接口和GND1接口的開(kāi)關(guān)K1;連接所述主單片機(jī)的IN03.2接口和接地端的電容C12，以及連接所述主單片機(jī)的IN03.2接口和+5V電源的電阻R21。
[0039]進(jìn)一步的，所述主單片機(jī)上設(shè)有用于和數(shù)據(jù)顯示電路連接的P1.0接口、P1.1接口、?1.2接口、？2.0接口、？2.1接口、？2.2接