本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集板，尤其涉及一種基于ARM電液伺服閥頻率特性測試書記采集板。

技術(shù)背景

電液伺服閥特性測試儀是傳統(tǒng)的電液伺服閥頻率特性測試裝置的最重要的組成部分，它采用分立模擬電子原件器材設(shè)計(jì)，并有專業(yè)企業(yè)制造銷售。傳統(tǒng)測試儀體積大而笨重，操作復(fù)雜，檢修不易。隨著現(xiàn)代未處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度普及和發(fā)展，研發(fā)以未處理為核心的電液伺服閥平率特性測試系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)模擬的平率特性測試儀是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是對被測試伺服閥施加設(shè)定頻率和設(shè)定幅值的正弦信號、采集動(dòng)態(tài)測量速度傳感器和位移傳感器的輸出信號、數(shù)據(jù)通過串口和上位機(jī)現(xiàn)實(shí)通訊。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于電液伺服閥平率特性測試數(shù)據(jù)采集板，它包括CPU、AD9833、AD5160、隔直電路、SPA總線AD7323；其特征是：所述的SPA總線上分別連接CPU、AD9833、AD5160和AD7323；所述的AD5160末端連接有隔直電路，隔直電路通過通道0連接AD7323，隔直電路連接被測對象；被測對象末端通過通道1連接AD7323。

本發(fā)明中，所述的CPU采用NXP的LPC2132。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于ARM電液伺服閥平率特性測試數(shù)據(jù)采集板在下面幾個(gè)方面具有顯著特征：

1、采用NXP的LPC2132 ARM7作為系統(tǒng)核心CPU，與AD9833、AD5160、AD7323等芯片通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；

2、AD9833來產(chǎn)生平率和幅值可調(diào)的正弦波信號，信號穩(wěn)定精度高，功耗?。?/p>

3、數(shù)字電位器AD5160實(shí)現(xiàn)正弦波信號的幅值調(diào)節(jié)，幅值設(shè)置調(diào)節(jié)精確方便；

4、選用了AD7323真雙極性的ADC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行書記采集，采樣速度快，實(shí)時(shí)性好；

5、LPC2132定時(shí)通過SPI接口從AD7323讀取采集的數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給上位的計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明以成功的應(yīng)用于電液伺服閥平率特性裝置中。工程應(yīng)用實(shí)踐證明，本發(fā)明工作性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)精確可靠、重量輕體積小，使用方便。

附圖說明

圖1為電路原理框圖。

具體實(shí)施方式

基于ARM電液伺服閥頻率特性測試數(shù)據(jù)采集板和本公司研發(fā)的傳感器外置型動(dòng)態(tài)測試缸集成使用構(gòu)成一套完整的電液伺服閥頻率特性測試測試裝置。本發(fā)明一句多步激勵(lì)法測量電液伺服閥的頻率特性。該方法的基本原理是給伺服閥施加一定頻率和一定幅值激勵(lì)的正弦信號，伺服閥的響應(yīng)信號一輸出流量也是一個(gè)相同頻率的正弦，但其幅值和相位不同；在測試的頻率的頻率范圍內(nèi)，選擇若干個(gè)頻率測試點(diǎn)；在每個(gè)測試點(diǎn)，用一定頻率和幅值的正弦施加于被測閥進(jìn)行激勵(lì)，并同時(shí)采集被測對象的響應(yīng)信號，計(jì)算不同頻率下的良心好的幅值比和相位比，即可獲得被測閥的頻率響應(yīng)特性。

如圖1所示，本發(fā)明采用NXP的LPC2132 ARM7作為系統(tǒng)核心CPU，使用AD9833來產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波信號，使用AD5160對正弦波信號的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。而對已采樣本分，由于系統(tǒng)要求的正弦波幅度在-5V~+5V,因此，選用了AD7323真雙極性的ADC傳喚器進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。

正弦波產(chǎn)生;AD9833是一款低功耗，可編程波形發(fā)生器，通過SPI接口可對輸出的波形的頻率和相位進(jìn)行編程調(diào)節(jié)。AD9833在主頻時(shí)鐘為25MHz時(shí)，精度為0.1Hz；在主頻時(shí)鐘為1MHz時(shí)，精度可以達(dá)到0.004Hz。AD9833輸出頻率范圍為0MHz~12.5MHz的工作電壓范圍為2.3V~5.5V，而在3V是，功耗僅為20mW。

幅值控制：AD5160有256插頭，電阻值有5K.10K,50K,100K四種規(guī)格。其工作電壓范圍在2.7V~5.5V，CPU通過SPI總線對其進(jìn)行控制。

數(shù)據(jù)采集：由于系統(tǒng)要求的正弦波幅度在-5V~+5V，因此AD7323真雙極性的ADC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行書記采樣，AD7323是一款4通道、12位帶符號位的逐次逼近型ADC。該ADC配有一個(gè)高速SPI接口。

本發(fā)明的電路原理方框圖如附圖1所示。首先由LPC2132 ARM CPU 控制AD9833產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波信號。AD9833產(chǎn)生的正弦波信號峰峰值為1V。AD9833的正弦波信號輸入AD5160。AD5160是一個(gè)可控的數(shù)字電位器。LPC2132通過SPI總線時(shí)AD5160進(jìn)行控制，對AD9833產(chǎn)生的信號進(jìn)行分壓，使得AD9833產(chǎn)生的正弦波信號在進(jìn)行AD5160后，其峰峰值可在0V~1V之間進(jìn)行變化。

AD5160輸出的信號經(jīng)過運(yùn)放進(jìn)行復(fù)制放大后達(dá)到0~10V，最后進(jìn)行隔直電路，是輸出信號在-5V~+5V之間，通過通道0把信號傳遞到AD7323.激勵(lì)信號通過被測對象，從而變成響應(yīng)信號，響應(yīng)信號通過通道1連接AD7323。AD7323同時(shí)記錄傳感器的正弦波信號，以及傳感器輸出的信號進(jìn)行采集。LPC2132再定時(shí)通過SPI接口從AD7323讀取采集的數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)。