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2、示值誤差:0~土30μm檔為0.1μm,0~±500μm檔為1μm;

3、分辨率:0~±30μm檔為0.01μm,0~±500m檔為0.1μm.

4、極性:當測量值為負時,自動顯示"-";為正時,無極性符號。

工作原理

該智能電感測微儀的硬件電路主要包括電感式傳感器、正弦波振蕩器、放大器、相敏檢波器及單片機系統。正弦波振蕩器為電感式傳感器和相敏檢波器提供了頻率和幅值穩(wěn)定的激勵電壓,正弦波振蕩器輸出的信號加到測量頭中由線圈和電位器組成的電感橋路上。工件的微小位移經電感式傳感器的測頭帶動兩線圈內銜鐵移動,使兩線圈內的電感量發(fā)生相對的變化。當銜鐵處于兩線圈的中間位置時,兩線圈的電感量相等,電橋平衡。當測頭帶動銜鐵上下移動時,若上線圈的電感量增加,下線圈的電感量則減少;若上線圈的電感量減少,下線圈的電感量則增加。交流阻抗相應地變化,電橋失去平衡從而輸出了一個幅值與位移成正比,頻率與振蕩器頻率相同,相位與位移方向相對應的調制信號。此信號經放大,由相敏檢波器鑒出極性,得到一個與銜鐵位移相對應的直流電壓信號,經A/D轉換器輸入到單片機,經過數據處理進行顯示、傳輸、超差報警、統計分析等。

硬件系統組成

硬件系統由前相通道、單片機系統、人機通道電路組成,前相通道電路的作用是把電感式傳感器轉換成的電信號進行放大、分檔、相敏檢波等處理后供A/D采樣用。它包括正弦波振蕩電路,交直流放大電路,相敏檢波電路,A/D轉換電路。單片機系統及人機通道電路主要實現把前相通道電路傳送的模擬信號經A/D轉換后,送入單片機系統進行數據處理,實時地顯示測量結果,按不同的功能鍵可以實現不同的功能。

硬件特點

1、在運算放大器的選擇上,本儀器均采用低漂移、低噪聲的運算放大器OP07.由OP07組成了集成化的交、直流放大器電路,雙T網絡正弦波發(fā)生器,集成的相敏檢波電路和濾波器等,省去了傳統電感測微儀使用的二極管、三極管和變壓器等,使得由二極管和三極管造成的非線性特性以及飽和壓降和反向電流得以改善;省去變壓器,調試制作比較方便,重量也較輕,可靠性增強。

2、本儀器選用了逐次比較式12位A/D轉換器AD574,它的非線性誤差小于±1/2LBS或±1LBS,一次轉換時間約為25μs ,因其片內配有三態(tài)輸出緩沖器,可直接與各種典型的8位和16位微處理器相連,滿足了測量精度和實時顯示的要求,應用非常方便。

3、本儀器采用了專業(yè)的顯示器及鍵盤接口芯片8279,單個芯片就能完成鍵盤輸入和LED顯示控制兩種功能,顯示方式為動態(tài)顯示,6位LED顯示器可以實現顯示測量結果。整機設有5個功能鍵,能夠實現如下功能:顯示被測工件的峰值,并把峰值存入數據存儲器,留待處理;可以進行統計分析,顯示一百個工件分組后各組的平均值和極值,直方圖的頻數,總平均值和極值;可以進行絕對測量和相對測量的轉換;可以設定被測工件的上、下偏差,當被測工件的峰值超出設定值時,就要報警顯示;可以實現±500μm和±30μm檔的轉換。

本儀器采用了防脈沖干擾的平均值濾波的方法,即把采樣信號按照從大到小的順序排列起來,然后將最大值和最小值去掉,再把其余值求和并取平均值。

非線性修正子程序采用了分段線性插值,首先將電感式傳感器固定在高精度的標準臺架上進行標定。在±30μm檔標定的精度是0.01μm;在±500μm檔標定的精度是0.1μm,然后根據實測的曲線將其分段。為了保證精度,采用了等距分段法,對于±500μm檔,每隔10μm分段;對于±30μm檔,每隔1μm分段。雖然分段數目增多,占用內存較多,但可以保證電感測微儀的精度。由于各段均用直線代替曲線,因此很容易求出傳感器輸入的電壓值x所對應的位移值y。

設x在xi-1和xi之間,則線段的插值公式為

y=yi-1+ki-1(x-xi-1)

式中:Ki-1=(yi-yi-1)/(xi-xi-1)為i-1段的斜率。

將ki-1及yi-1根據分段情況事先算出,并存入表格中,當單片機通過A/D轉換采集到傳感器輸入電壓值x時,通過查表法判斷采集的值落在哪一段區(qū)間,按公式⑶算出相應的位移值y。

1、色碼電感器的的檢測

將萬用表置于R×1擋,紅、黑表筆各接色碼電感器的任一引出端,此時指針應向右擺動。根據測出的電阻值大小,可具體分下述三種情況進行鑒別:

A、被測色碼電感器電阻值為零,其內部有短路性故障。

B、被測色碼電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線圈所用的漆包線徑、繞制圈數有直接關系,只要能測出電阻值,則可認為被測色碼電感器是正常的。

2、中周變壓器的檢測

A、將萬用表撥至R×1擋,按照中周變壓器的各繞組引腳排列規(guī)律,逐一檢查各繞組的通斷情況,進而判斷其是否正常。

B、檢測絕緣性能

將萬用表置于R×10k擋,做如下幾種狀態(tài)測試:

①初級繞組與次級繞組之間的電阻值;

②初級繞組與外殼之間的電阻值;

③次級繞組與外殼之間的電阻值。

上述測試結果分出現三種情況:

①阻值為無窮大:正常;

②阻值為零:有短路性故障;

③阻值小于無窮大,但大于零:有漏電性故障。

3、電源變壓器的檢測

A、通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異常現象。如線圈引線是否斷裂,脫焊,絕緣材料是否有燒焦痕跡,鐵心緊固螺桿是否有松動,硅鋼片有無銹蝕,繞組線圈是否有外露等。

B、絕緣性測試。用萬用表R×10k擋分別測量鐵心與初級,初級與各次級、鐵心與各次級、靜電屏蔽層與衩次級、次級各繞組間的電阻值,萬用表指針均應指在無窮大位置不動。否則,說明變壓器絕緣性能不良。

C、線圈通斷的檢測。將萬用表置于R×1擋,測試中,若某個繞組的電阻值為無窮大,則說明此繞組有斷路性故障。

D、判別初、次級線圈。電源變壓器初級引腳和次級引腳一般都是分別從兩側引出的,并且初級繞組多標有220V字樣,次級繞組則標出額定電壓值,如15V、24V、35V等。再根據這些標記進行識別。

E、空載電流的檢測。

(a、直接測量法。將次級所有繞組全部開路,把萬用表置于交流電流擋(500mA,串入初級繞組。當初級繞組的插頭插入220V交流市電時,萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應大于變壓器滿載電流的10%~20%。一般常見電子設備電源變壓器的正�？蛰d電流應在100mA左右。如果超出太多,則說明變壓器有短路性故障。

(b、間接測量法。在變壓器的初級繞組中串聯一個10?/5W的電阻,次級仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后,用兩表筆測出電阻R兩端的電壓降U,然后用歐姆定律算出空載電流I空,即I空=U/R。

F、空載電壓的檢測。將電源變壓器的初級接220V市電,用萬用表交流電壓接依次測出各繞組的空載電壓值(U21、U22、U23、U24)應符合要求值,允許誤差范圍一般為:高壓繞組≤±10%,低壓繞組≤±5%,帶中心抽頭的兩組對稱繞組的電壓差應≤±2%。

G、一般小功率電源變壓器允許溫升為40℃~50℃,如果所用絕緣材料質量較好,允許溫升還可提高。

H、檢測判別各繞組的同名端。在使用電源變壓器時,有時為了得到所需的次級電壓,可將兩個或多個次級繞組串聯起來使用。采用串聯法使用電源變壓器時,參加串聯的各繞組的同名端必須正確連接,不能搞錯。否則,變壓器不能正常工作。

I、電源變壓器短路性故障的綜合檢測判別。電源變壓器發(fā)生短路性故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴重和次級繞組輸出電壓失常。通常,線圈內部匝間短路點越多,短路電流就越大,而變壓器發(fā)熱就越嚴重。檢測判斷電源變壓器是否有短路性故障的簡單方法是測量空載電流(測試方法前面已經介紹)。存在短路故障的變壓器,其空載電流值將遠大于滿載電流的10%。當短路嚴重時,變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內便會迅速發(fā)熱,用手觸摸鐵心會有燙手的感覺。此時不用測量空載電流便可斷定變壓器有短路點存在。