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1、第4期(总第125期)机械工程与自动化No142004年8月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONAug1文章编号:167226413(2004)0420025203AD7710在倾角传感器中的应用张忠华,宋延辉,苏维嘉(辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000)摘要:简要介绍美国AD公司采用2-$技术生产的性能优越、24位分辨率的模数转换集成电路AD7710,它具有分辨率高、线性度好、低功耗、高性价比等优点。着重介绍了AD7710与单片机89C51的接口。AD7710特别适合测量倾角传感器输出的低频小信号,在采用软硬件的抗干
2、扰措施后,使倾角传感器达到了预期的精度。关键词:AD7710;传感器;应用中图分类号:TP73文献标识码:A0引言的,因而限制了转换器件分辨率的提高。所以,很难倾角传感器是测量关于水平面的倾斜角的装置,胜任对某些控制变量进行精确测量。AD7710采用海洋观测仪器往往需要倾角传感器提供倾斜信号,用Sigma-delta(2-$)技术,通过使用采样、噪声整形来表示载体的倾斜度,或者作为平台自动跟踪调整的和数字滤波等方法增加有效分辨率,采用对输出进行输入信号,还可用于自动监测俯(仰)角、平台水平采样抽取处理的办法降低有效采样速率,从而达到以度、汽车四轮定位以及为人工升
3、降机超过倾斜角度时很低的采样分辨率(1位)和很高的采样速率将模拟信提供警戒信号等。我们设计制作的是无可动部件的液号数字化,可实现高达24位的分辨率,分辨到微伏级体摆电容式倾角传感器,原理是利用倾斜时液面发生的电压。AD7710是一个适合于低频小信号测量的模移动从而引起静电容量的变化,倾斜角H与两极板间数转换器件,在低电压检测中的优势尤为突出,它的电容的变化量$C成正比,倾斜角H为:可编程增益前端使其可直接接收应变仪或传感器的输$C·Pd入信号,免除了冗繁的信号调理。H=。E0(Er水-Er空)·2S1AD7710简介式中:E0——真空的介电常数,Föm;AD77
4、10是美国AnalogDevice公司推出的性d——两极板间的距离,m;能优越、高分辨率AöD转换集成电路,它具有低电Er空——空气的相对介电常数;平差动输入的双通道、1～128档可编程增益放Er水——水的相对介电常数;大器(PGA)、多路转换器(MUX)、截止频率可调的低2S——极板的面积,m。通滤波器、时钟发生器、215V参考电压源等,AD7710现今使用的绝大部分AöD转换器,例如并行比较功能框图见图1。它最高可实现24位无遗漏码特型、逐次比较型、积分型等都属于线性脉冲编码调制性,转换频率为10Hz～1000Hz,非线性误差小(LPCM)型AöD转换器。一
5、个分辨率为n位的这种类(±010015%),具有高的共模抑制比(>90dB,四线n型AöD转换器,为了能达到区分2个不同的量化等接法)。AD7710内部集成了24位数据ö控制ö校准寄级,需要相当复杂的比较网络和极高精度的模拟电子存器,控制寄存器具有设置工作方式、程控放大器增器件。当位数n较高时,比较网络的实现是十分困难益、数据采集通道、电源工作方式、AöD转换字长、输收稿日期:2004203220作者简介:张忠华(19802),男,吉林省松原市人,在读硕士生;宋延辉(19782),女,辽宁省大连市人,在读硕士生;苏维嘉(19542),男,辽宁省阜新市人,高级工程
6、师。·26·机械工程与自动化2004年第4期入模拟信号极性、滤波器参数等功能。CMOS结构保器或校准寄存器进行串行读写操作,一定读写24位数证功耗低,仅为25mW,并有省电的待机模式。据方才有效。由于89C51是从最低位开始收发数据,2AD7710与89C51接口而AD7710正相反,所以程序里数据在累加器中要做AD7710内部具有一个用于微控制器的双向串行一次高低位的转换。图2为89C51同AD7710的接口接口,可以直接和MCS-51系列单片机连接。由A0及显示电路,置89C51于串行接口的工作方式0下,的高低电平决定对AD7710的输出寄存器、控制寄存即同
7、步移位寄存器方式,波特率固定为foscö12,RXD(P310)与AD7710的SDATA引脚相连,构成数据传输的通道,同步移位脉冲由TXD(P311)提供,经反向器74LS04连接到AD7710的SCLK引脚作为外部串行时钟。AD7710工作于外时钟模式下,晶振频率为10MHz,$C经555振荡电路转变为与它成正比的电压量作为AD7710的输入信号。在从AD7710读取数据之前,应通过写控制寄存器使其工作在M2、M1、M0分别等于0、0、1的操作模式下,此模式将激活自校准来消除零度和满刻度误差。完成后AD7710返回到M2、M1、M0等于0、0、0的正常模式,
8、DRDY在读操作中充当非
