嵌入式圆度和圆柱度误差测量装置.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器2011第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3嵌入式圆度和圆柱度误差测量装置杨亮，荆学东，何凯(1．陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021；2．上海应用技术学院机械工程学院，上海200235；3．陕西科技大学机电工程学院，陕西西安710021)摘要：以ARM微处理器和嵌入式~C／OS一Ⅱ操作系统为平台，设计了自动化程度高，运行可靠的圆度、圆柱度误差测量系统的设计方案，介绍了系统的硬件平台核心器件LPC2294和嵌入式实时操作系统~C／OS一Ⅱ的主要特点，给出了系统硬件结构设计框架图，

2、并详细阐述了系统研发的关键问题，最后给出了该系统在~C／OS一Ⅱ的软件实现。关键词：圆度；圆柱度；误差分离技术；ARM；~C／OS一Ⅱ中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)03—0101—03EmbeddedRoundnessandCylindricityErrorMeasuringInstrumentsYANGLiang，JINGXue．dong，HEKai(1．CollegeofElectronic&InformationEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technolo

3、gy，Xi’an710021，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiInstituteofTechnology，Shanghai200235，China；3．CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xi’an710021，China)Abstract：BasedonARMandI,zC／OS—IIoperatingsystem，thispaperpresentedaresearcha

4、nddevelopmentprojectofthehighautomaticandreliableembeddedroundnessmeasurementsystem．ItintroducedthemaincharacteristicsofthecorepartsofanapparatusLPC2294andtheembeddedreal—timeoperatingsystemp~C／OS～II．Then，theframechartofhardwaredesignwas西v-en，andthekeyproblemsofthissystem’Sweredi

5、scussedindetail．Finally，thesystem’Ssoftwarerealizationwasintroduced．Keywords：roundness；cylindricity；errorseparationtechnique；ARM；t~C／OS一Ⅱ0引言度误差。在精密检测领域中，圆度测量仪是测量零件的圆度、圆柱1．2系统总体设计度、同轴度或者直线度误差的关键设备。国内目前所使用的圆为实现上述功能，根据系统结构等方面具体要求，系统总度仪，有很大一部分测量仪器是以机电或光电为测量手段，虽体设计如图1所示。然测量主体部分精度较高，但其

6、测量结果往往与实际测量值存在较大偏差；不能存储所得数据；测量系统稳定性较差，误差分辨率较低⋯。目前，圆度测量系统都属于离线开环测量系统，这意味着便携性差，检测实时性不够，其接触式的测量方式也易使工件和测量头磨损，造成设备损坏。而国外制造的圆度仪、圆柱度仪、三坐标测量机等，往往体积较大，很难适应各种复杂的测量环境，且造价较高。文中提出的圆度、圆柱度测量系统是为解决上述几个方面的问题而提出的。该系统基于p~C／OS—II嵌入式操作系统，结构简单可靠，功能针对性强，以LPC2294微处理器为核心，可扩图1整体结构框图展性方面获得了显著的提高，其成本也大为降低。

7、参数输入：接收传感器的电压信号，被测工件的直径和高1圆度、圆柱度测量系统的总体设计度。1．1系统功能分析输出信息：被测工件的圆度、圆柱度误差值。圆度、圆柱度测量系统的数据采集模块由电涡流位移传感1．3测量原理器、前置放大器及外围电路组成，通过固定传感器使被测工件系统采用非接触式测量系统，测量原理如图2所示，该图自转并以非接触被测工件的方式采集电压信号，经信号调理后为对圆柱形工件所在截面被放大了的轮廓线。该系统使用了的信号通过LPC2294执行误差分离(EST)算法分离出主轴回非接触式的电涡流位移传感器，该传感器能静态和动态地非接转误差和圆度误差，经数据换

8、算后可以得到所需的圆度、圆柱触测量被测金属导体与测量表面的距离，它是一种非接触的