本实用新型涉及一种磁通量积分电容误差补偿装置,属于索力监测行业领域。
背景技术:
磁通量传感器是基于铁磁性材料的磁弹效应原理制成。即当铁磁性材料承受的外界机械荷载发生变化时,其内部的磁导率发生变化,通过测量铁磁性材料制成的构件的磁导率变化,来测定构件的内力。
磁通量传感器由激励线圈、感应线圈组成。将磁通量传感器穿心套在缆索材料进行测量时,通过激励源使激励线圈内产生脉冲电流,缆索被磁化,会在构件的纵向产生脉冲磁场。由于电磁感应,在感应线圈中产生感应电压,感应电压对时间积分可得到缆索材料的磁导率变化。磁通量采集装置可直接测量得到积分电压,通过积分电压值与索力大小形成的线性关系得出缆索受力情况。
在积分电路的设计阶段,会选用标称精度较高的电容、电阻进行设计,但电容的精度往往只能达到5%~10%的标称精度,且容值越大时,其精度更难保证。传统方式就出现因为积分电容的差异带来的设备差异。导致不同批次的传感器所使用的采集装置无法复用,只能一对一单独配套使用,具有很大的局限性。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种磁通量积分电容误差补偿装置,本实用新型要解决的技术问题就在于:微型控制器可根据出厂时配置信息,在采集时进行误差补偿。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的以下技术方案:
一种磁通量积分电容误差补偿装置,它包括磁通量传感器、积分电阻、积分电容、运算放大器、微处理器、EEPROM存储器;
所述磁通量传感器的输出感应信号与积分电阻连接,积分电阻与运算放大器连接,运算放大器与微处理器连接,微处理器与EEPROM存储器连接;
所述积分电阻和积分电容都与微处理器连接。积分电路对磁通量传感器的输出感应信号进行积分。
EEPROM存储器用于存储出厂时积分电容的信息。通过与标准样本容值的比值,对积分电压值进行比例补偿,从而消除标称误差带来的差异,保证产品的一致性。
由于磁通量采集仪在采集感应信号时主要对传感器感应信号进行硬件积分运算,而积分电路基本模型为积分信号通过积分电阻对积分电容进行充电,积分电阻、电容的参数决定了积分电路的常数。一般电阻的精度可达到0.1%,满足设计要求。本补偿方法主要对积分电容标称误差进行补偿。
为了实现根据配置信息自动补偿功能,本实用新型利用了微型控制器和EEPROM参数存储模块,其中参数配置模块中主要存储了积分电容的实际容值Cx信息以及出厂时间。而在设备出厂时,所有出厂设备与固定同一台标准样机进行对比测试,标准样机所使用的积分电容为Cref,根据两种容值差异,以及不同测试条件下测试的数据进行拟合,得到补偿系数Kc1,并将补偿系数Kc1设置写入EEPROM中进行存储。后续每次采集时利用此系数进行补偿计算,最终使得出厂设备相比于标准参考样机,均保持一致。
本实用新型的有益效果:
本实用新型的微控制器通过读取配置模块中的配置信息,对积分后的电压信号进行补偿,消除了积分电容标称误差引起的设备差异性,使得补偿后的设备均保持了一致性,提高了系统的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型进行详细描述:
一种磁通量积分电容误差补偿装置,它包括磁通量传感器1、积分电阻2、积分电容3、运算放大器4、微处理器5、EEPROM存储器6;
所述磁通量传感器1的输出感应信号与积分电阻2连接,积分电阻2与运算放大器4连接,运算放大器4与微处理器5连接,微处理器5与EEPROM存储器6连接;
所述积分电阻2和积分电容3都与微处理器5连接。积分电路对磁通量传感器的输出感应信号进行积分。
EEPROM存储器6用于存储出厂时积分电容的信息;
通过与标准样本容值的比值,对积分电压值进行比例补偿,从而消除标称误差带来的差异,保证产品的一致性。
由于磁通量采集仪在采集感应信号时主要对传感器感应信号进行硬件积分运算,而积分电路基本模型为积分信号通过积分电阻对积分电容进行充电,积分电阻、电容的参数决定了积分电路的常数。一般电阻的精度可达到0.1%,满足设计要求。本补偿装置主要对积分电容标称误差进行补偿。
为了实现根据配置信息自动补偿功能,本实用新型利用了微型控制器和EEPROM参数存储模块,其中参数配置模块中主要存储了积分电容的实际容值Cx信息以及出厂时间。而在设备出厂时,所有出厂设备与固定同一台标准样机进行对比测试,标准样机所使用的积分电容为Cref,根据两种容值差异,以及不同测试条件下测试的数据进行拟合,得到补偿系数Kc1,并将补偿系数Kc1设置写入EEPROM中进行存储。后续每次采集时利用此系数进行补偿计算,最终使得出厂设备相比于标准参考样机,均保持一致。