基于DSP的便携式应力检测仪设计

发布时间：2022-01-04 07:32

　　为了实现铁磁性材料的应力检测,设计了一种基于巴克豪森（MBN）的便携式应力检测装置。该装置是以DSP微控制器为控制核心,采用巴克豪森效应检测原理,通过分析巴克豪森噪声产生的原理,建立巴克豪森噪声与铁磁性材料应力之间的关系,通过分析噪声信号来计算得到铁磁性材料的应力值。实际测试结果表明,巴克豪森信号随着应力的增大而逐渐减小,通过压力标定机对系统进行标定后,将系统测得应力值与标准应力进行对比,得出系统具有较高的测量精度,相对误差不超过5%,系统具有无损检测铁磁性检测应力的优势。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(10)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

系统结构图

MBN信号产生的前提是由铁磁性材料外加交变磁场和应力,激励信号的准确性是系统测量精度的重要保证。系统通过DSP的I/O口外加高精度14位DAC转换芯片AD9754实现驱动信号的产生[6]。AD9754是高精度模数转换器,其采样率能够达到125 MSPS,具有14位分辨率,工作功耗185 mW,内部本身自带有1.2 V参考稳定电压,单端供电4.5～5.5 V,差分输出电流范围2～20 mA。信号产生电路图如图2所示。DSP的I/O口输出的14位数字量通过AD9754的DB0～DB13数据口输入到芯片内部,芯片内部根据数字量的时序产生相应的正弦模拟电压信号。

AD9754输出的正弦交流信号并不能直接去激励应力检测探头,需要经过功率放大之后再去驱动应力检测探头[7]。系统利用甲乙类互补放大电路来对AD9754输出的正弦波信号进行放大,将正弦信号的峰峰值提高到20 V,功率放大电路如图3所示。电路中R33、R34、D1、D2为Q1、Q2提供直流偏置,使两管处于微导通状态,避免交叉失真,以便得到光滑的正弦波信号,再将此正弦波信号经过变压器T1进行放大后再去激励应力检测探头。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]磁巴克豪森应力检测仪研制[J]. 郑阳,沈功田,谭继东,张宗健.  传感技术学报. 2018(04)
[4]RPV辐照脆化巴克豪森噪声检测的二维仿真[J]. 徐忠,吴凌云,王海涛,郑凯,樊明亮,钱王洁,刘向兵.  无损检测. 2015(11)
[5]铁磁性材料表面残余应力巴克豪森效应的评价[J]. 王树志,任学冬,乔海燕,葛子亮.  无损检测. 2013(06)
[6]基于ARM平台的巴克豪森噪声应力检测系统[J]. 王平,任紫锋,田贵云,袁奇,曹锐.  无损检测. 2012(12)
[7]基于巴克豪森效应的钢板内部缺陷检测方法[J]. 华斌,李平,文玉梅,王亮.  传感器与微系统. 2011(01)

硕士论文
[1]磁巴克豪森噪声响应因素的研究[D]. 邓雨.北京化工大学 2018
[2]基于巴克豪森效应的铁磁材料磨削烧伤检测系统设计[D]. 孔祥儒.哈尔滨理工大学 2018
[3]基于巴克豪森效应的无损检测关键技术研究[D]. 王文涛.郑州大学 2017
[4]基于DSP的巴克豪森便携式应力检测设备的研发[D]. 朱晓雪.南京航空航天大学 2013



本文编号：3567950