智能卡环式扭矩测量系统设计

摘要:转动力机械的重要的工作参数是扭矩,然而扭矩测量已经组成机械量测量中一个重要的部分。如果准确、可靠、方便地进行平均或瞬时转矩、转速和机械功率的测试,有助于提高和提高其性能。扭矩检测是一种常规的机械产品性能指标检测方法,也是科研试验中经常用到的一种检测手段。课题旨在采用高精度的应变式传感器、数据采集分析技术设计一种小量程的、方便易用的智能卡环式扭矩的检测装置扭矩检测装置,具有一定的先进性,及准确性,同时具有重要的研究价值和应用价值。根据智能卡环式扭矩传感器的功能需求,分析卡环式扭矩传感器的工作原理,设计基于无线的数字传控电路,传感器模拟信号采集电路,数据采集和量程调整电路,人机交互接口电路设计。

 

 

关键词:应变片;扭矩测量;MSP430F4250单片机;传感器;射频

 

The Design of Smart Snap Ring Torque Measurement System

Abstract: The important working parameters of the rotary power machine are torque, but torque measurements have been made in an important part of the mechanical measurements. If accurate, reliable and easy to carry out the average or instantaneous torque, speed and mechanical power of the test, it is helpful to improve and improve its performance. Torque detection is a common method for measuring the performance of mechanical products, and it is also a kind of testing method which is often used in scientific research. Subject to uses high precision strain gauge sensor, data acquisition and analysis technology design a small range, convenient and easy to use intelligent card ring type torque detection device for torque detection apparatus, is a more advanced, and accuracy, and has important research value and application value. According to the functional requirements of the ring type torque sensor smart card, card ring type torque sensor working principle, design based on wireless digital transmission control circuit, analog sensor signal acquisition circuit, data acquisition and span adjustment circuit, man-machine interface circuit design is analyzed.

 

Keywords: Strain gages; Torque measurement; MSP430F4250MCU; Sensor; RF

 

 

目 录

 

第1 绪论… 1

1.1课题研究的目的和意义… 1

1.2课题目前的研究现状… 2

1.3 论文主要研究内容… 4

第2 卡环式扭矩传感器方案设计… 6

2.1应变式扭矩传感器设计… 6

2.1.1应变式扭矩传感器工作原理… 6

2.1.2扭矩测量理论分析… 8

2.1.3应变片的布置… 9

2.1.4测量电路… 9

2.1.5应变片集流环设计… 10

2.2卡环式扭矩传感器设计… 10

2.2.1卡环式扭矩传感器的工作原理… 10

2.2.2卡环式扭矩传感器设计方案… 11

2.2.3 扭矩数据采集… 11

2.3本章小结… 12

第3 系统硬件部分设计… 13

3.1系统整体设计… 13

3.2单片机MSP430F4250. 13

3.3传感器单元接口电路设计… 14

3.3信号采集和处理设计… 16

3.5射频通迅模块… 17

3.5.1 CC2430芯片… 17

3.5.2 DTD243A.. 18

3.6控制器的选择及电路设计… 18

3.7液晶LCD1602显示器的电路设计… 19

3.8报警电路… 20

3.9电源模块… 21

第4 软件设计… 23

4.1主程序设计… 23

4.2 测量子程序设计… 24

4.3 串口通信程序设计… 25

4.4射频通讯模块… 25

第5 结束语… 27

… 28

参考文献… 29

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