基于位置传感器的焊缝跟踪信号的检测与处理

发布时间：2017-10-23 02:26

  本文关键词：基于位置传感器的焊缝跟踪信号的检测与处理

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【摘要】：随着窄间隙焊缝跟踪技术越来越多的在生产实际中得到应用,用于焊缝跟踪的手段也越来越多样化,传感器的广泛应用更是极大的促进了焊缝跟踪技术的发展。本论文设计了一种基于接触式传感器的信号采集与处理系统。并在此基础上设计试验对系统进行验证,从而得出系统的使用范围及应用对象。依据窄间隙焊缝深且窄的特点,对作为焊缝采集模块主体的接触式传感器进行了针对性的设计,使机械式探头、角度调节装置、电容器和信号采集电路能更好的适应窄间隙焊缝的跟踪环境。对信号处理模块进行硬件结构和软件结构的搭建,从而构建起信号流通和处理的通道。在信号处理硬件设计中,分别采用PIC18F4520单片机和放大电路、信号隔离电路作为主控制芯片和芯片外围处理电路,通过两者的协同作用为信号的处理起到铺垫作用;在信号处理软件设计中,通过在单片机的专属开发环境MPLAB IDE下运行的子程序之间相互嵌套形成的主程序依次完成信号的采集、滤波以及参数实时显示功能。最后对焊缝跟踪信号的采集进行了试验,并对接触式传感器和焊缝信号采集与处理系统的工作性能进行检验,通过对采集数据和焊缝偏差信号波形图的分析得出接触式传感器的偏差范围和适用对象以及焊缝信号采集与处理系统的速度参数,并利用差动式测量法对电容器的非线性误差进行优化。试验结果表明设计的焊缝跟踪系统能够满足窄间隙焊接的要求。
【关键词】：信号采集与处理 接触式传感器 信号处理硬件 信号处理软件
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG409
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 窄间隙焊及应用现状11-13
• 1.2.1 窄间隙焊及焊缝坡口形式11-12
• 1.2.2 窄间隙焊应用现状12-13
• 1.3 焊缝跟踪技术13-18
• 1.3.1 焊缝跟踪技术13
• 1.3.2 焊缝跟踪技术现状13-15
• 1.3.3 焊缝跟踪传感器15-18
• 1.4 窄间隙焊缝跟踪系统应用现状18-20
• 1.5 课题研究主要内容20-22
• 第2章 接触式传感器焊缝信号采集与处理系统设计22-28
• 2.1 系统结构分析22-23
• 2.1.1 系统工作过程22-23
• 2.1.2 系统应用特性23
• 2.2 信号采集模块23-25
• 2.3 信号处理模块25-26
• 2.3.1 信号处理硬件设计25-26
• 2.3.2 信号处理软件设计26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 信号采集接触式传感器设计28-38
• 3.1 机械式探头设计29
• 3.2 探头角度调节装置设计29-30
• 3.3 传感器电压信号转换器设计30-34
• 3.3.1 转换器特性分析30-31
• 3.3.2 转换器技术参数设计31-34
• 3.4 电压信号采集电路设计34-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 信号处理硬件设计38-50
• 4.1 核心处理模块38-46
• 4.1.1 单片机应用系统设计38-41
• 4.1.2 10 位模数转换器（A/D）功能结构41-43
• 4.1.3 串口通信功能结构43-46
• 4.2 芯片外围处理电路46-48
• 4.2.1 放大电路46-47
• 4.2.2 信号隔离电路47-48
• 4.3 本章小结48-50
• 第5章 信号处理软件设计50-58
• 5.1 信号处理程序适用性分析50
• 5.2 主程序50-52
• 5.3 信号采集和处理子程序52-54
• 5.3.1 信号处理过程52
• 5.3.2 信号采集和处理子程序52-54
• 5.4 信号参数显示子程序54-57
• 5.4.1 信号显示过程54-55
• 5.4.2 信号参数显示子程序55-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第6章 焊缝跟踪信号采集试验58-66
• 6.1 传感器采集试验58-60
• 6.2 信号采集与处理系统性能试验60-63
• 6.3 传感器优化方法63-64
• 6.4 本章小结64-66
• 第7章 结论66-68
• 参考文献68-70
• 在学期间研究成果70-71
• 致谢71-72

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本文编号：1081215