美文精读| 李志鹏:基于CAN总线对应变式扭矩传感器的零点校正

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27

传感器零点的长期稳定是一项重要的技术参数指标。影响传感器零点误差的因素包括粘贴工艺、 弹性体设计、 温度等。针对应变式扭矩传感器内部电阻磨损对零点造成的误差进行研究, 并通过CAN总线对其零点进行校正。
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本文引用格式:
李志鹏, 杨传英, 邵宪友. 基于CAN总线对应变式扭矩传感器的零点校正[J].(自然科学版),2016(1):89-92.
LI Zhi-peng, YANG Chuan-ying, SHAO Xian-you. Zero Correction of Variable Torque Sensor Based on CAN Bus[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science),2016(1):89-92.
以下文字摘编自《重庆理工大学学报(自然科学)》2016年(30卷)第1期


《基于CAN总线对应变式扭矩传感器的零点校正》


本文作者:李志鹏, 杨传英, 邵宪友
作者单位:东北林业大学
基金项目: 黑龙江省科学技术基金资助项(E051103)


传感器技术在应用中的误差直接影响到测试控制系统的性能和测试准确性。随着计算机技术的发展及广泛应用, 利用计算机强大的数据处理能力, 在一定程度上改善传感器在硬件电路补偿方面的不足。


应变式扭矩传感器结构及误差原因
工作原理

传动轴由于受外力产生机械应变, 使轴上的应变计的电阻值发生了变化, 导致应变电桥的不平衡, 通过导电滑环和刷臂输出与扭矩成正比的微弱电信号。当外力作用时, 导电滑环的电阻值会发生变化。


电桥结构原理图

电子的散射度受外界温度、 外部施加压力、 范性形变、 材料的化学成分和组织结构等因素的影响。随着温度的升高, 电子容易被散射出去。

检测零点及处理方法

从理论上来说, 传感器的零点误差可以通过电路设计和调试来完全消除, 但事实上传感器和测量电路还会受到时间和环境等不确定性因素的影响。


部分程序流程

处理方法

为了改善这种情况,需要对其进行校正。通过传感器随机地采集零点的信号, 并在单片机中进行处理控制求其总体的平均数, 然后将实际测得的电压值与平均误差相减即为校正。

CAN总线

CAN总线又称为控制器局域网络, 是工业上广泛应用的总线之一, 在具有较高实时性的同时也提供了准确的传递数据。



上图为总体硬件实现电路图。数据的采集一般都是由传感器经过测量后传送到结构的内部进行处理。为了提高效率, 模拟信号的采集一般都是多通道同时采集, 然后将采集到的信号输送到A/D转换器的端口进行处理以及转换, 将处理后的信号传送到微计算机, 通过拟定的程序计算得到想要的数据, 并将最终数据传递给 CAN微控制器, 再依据CAN协议的格式转换一次后, 发送到上位机或者其他模块, 使其得到自己想要的数据。


1)数据的转换电路

2)芯片的连接电路

3)需要转换格式的电路

总结

零点是传感器的一项重要指标, 研究和校正零点的误差具有重要意义。文中设计建立在实验基础之上, 表明传感器长时间磨损引起的零点误差可以很好地校正。基于 CAN总线的传输使得校正的速率得到了提高, 满足了企业和用户的需求。


小编学非该专业,内容以原文为准。


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