阻容解耦软测量系统的研究与实现

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要电阻和电容是普遍使用的电参数，对其测量方法的研究有着重要的实际意义。但在测量中，电阻和电容经常耦合在一起，两者互相影响，直接测量时存在困难。论文分析了阻容耦合情况下传统的电阻电容测量方法，提出将软测量方法用于阻容网络的参数解耦。阻容解耦软测量系统采用正弦波激励阻容网络，选取激励信号和响应信号作为二次变量，建立了激励信号、响应信号与电阻参数、电容参数之间的数学模型，应用选频软测量方法实现了阻容网络的参数解耦。系统采用TI公司的TMS320F2812型号DSP作为中央处理器，TMS320F2812集成了18kSARAM存储器和128kFLASH，并带有丰富的I

2、／O口和外设资源，能够实现复杂的计算和数据处理。片上正弦波激励信号源由MAX038及其外围器件实现，可由程序控制其外接电容的选择实现不同频率的信号输出。A／D转换器采用双通道、单+5V电源供电、24位模数转换芯片CS5360，以串行数据流的形式交替输出左右通道的转换数据，完成了对激励信号和响应信号的同步采样。同时设计了两个异步串行通信接口，采用R$485标准，实现了与计算机的通信。软件采用模块化设计，加强了程序的可扩展性。引入PIE扩展功能，在中断服务程序中完成A／D转换工作，提高了解耦系统的实时性。同时，为了保证软测量算法输入数据的可靠性，运用了选频方法、加入了量程自动切换设计和数

3、据转换处理，提高了测量精度。在设计时加入了错误处理，增强了解耦系统的可靠性和抗干扰能力，实验证明，电阻参数和电容参数的测量误差均在1％以内。阻容解耦软测量方法解决了阻容耦合情况下电阻和电容的测量问题，采用软件计算代替了不易进行的直接测量，获得了良好的测量精度。关键词：阻容解耦；软测量；正弦激励；DSP韩慧丽：阻容解耦软测量系统的研究与实现DesignandImplementationofResistance—CapacitanceDecouplingSoft-sensingSystemAbstractResistanceandcapacitanceareconmlonusedelec

4、tricalparameters，thestudyofresistancemeasurementandcapacitancemeasurememiSofimportantpracticalsignifieanees．Butresistanceandcapacitanceareoftencoupledtogetherandinteractwi也eachother．whichmakesthemd蠲culttobemeasureddirectiy．Byanalyzingtraditionalmethodsofresistanceandcapacitancemeasurement，softs

5、ensingisappliedtodecoupleresistance—capacitancenetworkinthispaper．Inresistance—capacitancedecouplingsoft-sensingsystem，sinesourceisused．Byestablishingthemodelbetweenexcitationsignal，responsesignalandresistanceparameter,capacitanceparameter,frequencyselectionsoftsensingtechniqueisusedtorealizeth

6、edecouplingofresistanceandcapacitance．Thesystemisbasedon1]ⅥS320F2812ofTI(TexasInstruments)．wjth18kSARAM．128kFlash，abundantI／0andperipheralresources，TMS320F2812Canbeusedtorealizecomplexcomputinganddataprocessing．Onboardsineexcitationsourceisrealizedusing～IAX038plussomeperipheralcircuits．Sinesign

7、alOfdifferentfrequencyisgeneratedwithcorrespondingeXtemalcapacitance．The2channels，+5Vpowersupply，24bitsADCCS5360samplessignalandgeneratesserialdatasenttoCPU．111csystemalsohas2asynchronoussefialcommunica矗oninterfacesbasedonRS485toc