位移测量装置 指导教师：田裕康 队员及年级：丁志涛 肖斌 许栋 （2005级） 学校及院系：武汉科技学院 电子信息工程学院 摘要 本系统是利用差动变压器完成微小位移的测量，它以单片机C8051f020作为电 机控制和数据处理的中心。系统包括正弦信号激励源、差动变压器、信号测量与 数据采集、位移控制等四个部分。位移量通过LCD显示，并实现了语言报数功能。 软件设计采用了PID调节、平均值滤波修正等算法。测试结果表明系统工作稳定， 测控精度高，完全满足题目的要求。 Abstract This system uses differential transformer to complete the small displacementmeasurement,whichusetheC8051f020MCUtocontrolthemotor， also use it as the data processing center. The system includes incentives sine signal source, differential transformer, signal measurement and data acquisition, displacement control. The displacement is displayed by LCD as well as automatically reported by voice. Software design utilizes PID algorithm adjustment, and use the filter average to amend. Test results showthatthesystemisstableandhigh-precision,whichcompletelysatisfy the requirements of the title. 一、系统方案设计与论证 要实现满足题目要求的位移测量需要解决以下几个方面的问题：一是正弦信号 激励源；二是差动变压器的设计；三是数据采集电路和电机的控制。其中的关键 是在差动变压器的设计上，其对称性、线性度将直接关系到位移测量的误差。 1.差动变压器原理 图1.1 螺线管式差动变压器示意图 当磁棒上下移动，差动变压器的电感量就会随之变化。对于螺线管，其电感 量为：L ? 0 μ0n 2sl,，当插入磁棒后，电感量为: 2 2 2 2 n L ?μ0μrn s?l?μs(l?l)?μ sl?μ0(μ