多量程全自动高精度拉力控制系统

摘要

一种多量程全自动高精度拉力控制系统，属于自动控制技术领域。其特征是该控制系统主要由控制板和手操器两个单元组成，控制板输入信号采集采用差动全浮空电路设计，利用高抗共模干扰放大电路，选用AD芯片为ICL7135，转换频率达500KHz，转换周期为80ms，为工频干扰周期的整数倍，且采用双积分AD转换方式，有效抑制工频干扰，变压器隔离电源设计并滤波，DC-DC数模隔离，软件上采用中值滤波技术；控制板传感器电源部分采用OP07运放电路，达林顿晶体管驱动，隔离滤波技术以及MC1403作为基准源。本发明的效果和益处是可以实现包括液位计在内的一些仪器或仪表的校验，有良好的人机交互接口，信号采集精度达到±0.2‰；拉力传感器10V标准电源精度达到±2mV，功率为250mW。

主权项

一种多量程全自动高精度拉力控制系统，其特征是控制系统输入信号采集精度达到±0.2‰和拉力传感器10V标准电源精度达到±2mV，功率为250mW：对于控制系统输入信号采集精度达到±0.2‰，4路模拟量输入信号4～20mA、0～5V/1～5V、0～10mA、0～20mV采用差动全浮空电路设计，4～20mA、0～5V/1～5V模拟量输入信号并联250电阻，0～10mA输入信号并联500电阻后经对称的470K和2.4K电阻分压输出到CD4052的输入端，0～20mV输入信号经2.4K电阻后再并联0.1μF电容两端各接5.1V TVS保护后输出到CD4052的输入端，两片CD4052的片选和通道选择通过控制板单片机W77E58来控制；两片CD4052输出连接在一起经过高抗共模干扰放大电路放大70～80倍后输入到A/D芯片ICL7135的IN+端，ICL7135的4脚和7脚接0.1μF的积分电容，26脚STB接74HC74的CLK端，74HC74的6脚经过光电隔离P521接单片机W77E58的P32脚，由中断来控制触发；MC1403输出并联0.1μF电容后由两个5K电阻分压后接ICL7135的2脚VREF端，ICL7135的13、14、15、16、27、23脚经74HC244驱动后输出通过光电隔离P521接单片机W77E58的P00～P05脚；控制系统输入信号采集电路部分采用25PPM和0.5％精度的电阻匹配；选用AD芯片为ICL7135，转换频率达500KHz，转换周期为80ms，为工频干扰周期的整数倍，且采用双积分AD转换方式，有效抑制工频干扰；电路板的合理布线；软件上采用中值滤波技术，对于拉力传感器10V标准电源精度达到±10mV，功率为250mW，精密10V电源部分电路由两个OP07放大器组成；采用24VDC电压推挽；变压器隔离电源设计并滤波；一对二极管IN4148半波整流产生±12V供电电压给两个OP07放大器供电；利用MC1403作为基准源，将MC1403输出经RC滤波后接2K电阻到一个OP07放大器的输入正端，该放大器的输出接一个2K电阻后输入到由两个三极管8050组成的达林顿晶体管的基极，达林顿晶体管的集电极接半波整流得到的+12V电压，并将该电压由100μF/25V电解电容并联0.1μF和1000PF电容进行对地滤波，该放大器负端通过1K电位计并联200电阻后接3K电阻后同另一个OP07放大器的输出相连，另一个OP07放大器的负端与输出相连接成电压跟随方式，正端接3K电阻后与达林顿的发射极相连，经100μF/25V电解电容并联0.1μF电容滤波输出；拉力传感器10V标准电源部分的电阻采用25PPM和0.5％精度的电阻。