基于数据采集和无线远传的工业应变遥测记录仪.pdf

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1、2010正仪表技术与传感器2010第4期InstrumentTechniqueandSensorNO．4基于数据采集和无线远传的工业应变遥测记录仪冯林，沈德峰，吴振宇(大连理工大学创新实验学院，辽宁大连116024)摘要：文中介绍了一种基于数据采集和无线通信的工业应变遥测记录仪。通过MSP430单片机片上l2位A／D转换器进行数据采集，并控制nRF2401无线模块实现数据的无线远传，同时采用SD卡存储采集数据。系统设计充分考虑了应变检测的难点，实现了应变物理量的采集、存储和远传，具有很强的实用性。系统侧重于运动系统中高速运动部件的应变检测，具有体积小、速度快、无需外接数据线、采集数据易

2、处理等优点，已经成功应用于大型冷却机的应变检测系统中。关键词：应变检测；记录仪；SD卡；nRF2401；仪表放大器中图分类号：TH823文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)04—0023—03IndustryStrainTelemetryRecorderBasedonDataAcquisitionandWirelessTransmissionFENGLin，SHENDe—feng，WUZhen-yu(SchoolofInnovationandExperiment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstr

3、act：Thispaperdescribesastraintelemetryrecorderbasedondataacquisitionandwirelesscommunications．Theon·chip12一bitA／DeonveflerofMSP430isusedfordataacquisition．TheMCUcontrolsthewirelessmoduletoachievelong—rangewirelessdatatransmission．AndtheSDcardisusedforstorethedata．Thedesignofthesystemtakesfullacc

4、ountofthediffieul-tiesinstraindetecting，anditimplementsthedataacquisition，storageandlong-distancetransmission．Thesystemfocusesonthestraindetectionofhigh—speedmovementsystem．Ithasbeenappliedtolarge·scalecoolingmachinesystemofthestraindetection．Keywords：straindetection；recorder；SDcard；nRF2401；inst

5、rumentationamplifier0引言，、＼√应变检测是某些工业生产过程中的重要环节，通常采用应无线模块1r变片实现。普通的应变检测装置采用模拟放大并驱动记录仪来实现。而在实际的工业生产过程中，需要检测的工件往往是应仪l门狗电劂l掉电检测电路I变用^，nI—T一——广运动系统的重要机构，仪表繁琐的接线和庞大的体积都会影响片放。主控单片机I电大检测的顺利进行。文中讨论了一种基于数据采集和数据无线远传的解决办法，并设计实现了一款体积小、精度高、无需外接桥路电卤卤通信线路的工业用应变遥测记录仪。HJ存储模块1系统硬件部分设计与实现硬件系统由信号采集模块、存储模块、通信模块和主控模图1

6、系统整体原理图块等构成。系统要求采集的数据实现远程显示或存储到非易1．2信号采集模块失介质中。系统的整体原理如图1所示。信号采集模块需要将电阻应变片产生的电阻变化信号转1．1主控制器模块换成电压信号，并对其进行放大之后送入A／D转换器。前端电主控制器采用MSP430F149单片机。MSP430系列单片机路采用常用的桥式电路。将应变片置于电阻桥的一个桥臂上，是精简指令集超低功耗的16位单片机。MSP430F149采用l6其他桥臂使用与其阻值相同的精密电阻。当应变片阻值变化位总线，外设和内存统一编址，寻址范围可达64K，具有统一的时，在桥臂的输出节点上会产生电势差。中断管理和丰富的片上外围

7、模块。其片内有精密硬件乘法器、放大电路采用集成仪用放大器AD620实现。AD620的内2个16位定时器、1个12位的A／D转换器、2路USART通信端部集成了由3个运算放大器组成的差分放大电路。该电路增口、1个DCO内部振荡器和2个外部时钟。由于F149为益调节非常方便，只需调节1脚和8脚之间的电阻即可实现。FLASH型单片机，可以在线对其进行调试和下载，并具有良好增益与接入电阻之间的关系为：的可靠性和抗干扰能力，非常适合工业级运行环境的设备使