基于导电塑料传感器的连续测角系统设计.pdf

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1、2013年第40卷第7期探矿工程(岩土钻掘工程)103基于导电塑料传感器的连续测角系统设计李扬，黄磊博，郭启锋，季伟峰(1．西南交通大学，四川成都610031；2．中国地质科学院探矿工艺研究所，四川成都610081)摘要：介绍了一种基于双联导电塑料传感器可连续测角的数据采集系统，理论角分辨率可达0．1。。系统主要由低功耗单片机、0功耗串口电路及显示部分组成。单片机控制自带ADC12模块进行数据采集，采集完毕即进入低功耗休眠状态，并可由定时中断唤醒。通过对双联导电塑料传感器进行双通道数据采集及算法设计，不仅避免了传统光电编码器存在

2、体积、质量大，对灰尘，电磁环境等条件要求高的问题，而且解决了传统导电塑料传感器无法实现0。～360。连续测角的难题。该系统具有精度高、功耗低、体积小、扩展性强的特点，在工业控制、智能机器人和状态监测等领域的角位移量测量中有重要的应用价值。关键词：导电塑料，低功耗，连续测角，电阻补偿中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1672—7428(2013)07—0103—04DesignofContinuousAngleMeasurementSystemBasedonConductivePlasticSensor／LlYang一

3、，HUANGLei—bo，GUOQing，JlWeing(1．SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSiehuan610031，China；2．InstituteofExplorationTechnology，CAGS，ChengduSichuan610081，China)Abstract：Thispaperintroducesadataacquisitionsystemforcontinuousanglemeasurementbasedondoubleconductiveplasticsenso

4、r，anditsangularresolutionisupto0．1。intheory．ThesystemismainlycomposedofalowpowerMCU，0一powerconsumptionserialcircuitanddisplaypart．SinglechipscontroltheinnerADC12modulefordataacquisition，thenenterintolow—powersleepstateandcanbeawakenedbytimerinterruption．Bythedual-cha

5、nneldataacquisitionwithdoub—leconductiveplasticsensorandthealgorithmdesign，thelargesize，heavyweightandhighdemandofdustproofandelec—tromagneticenvironmentoftraditionalphotoelectricencoderareavoided．and0。～360。continuousanglemeasurementisrealized，whichcouldnotbedonebyth

6、etraditionalconductiveplasticsensor．Thissystemhasthecharacteristicsofhighaccuracy，lowpowerconsumption，smallsizeandstrongextensibility，whichhasimportantapplicationvalueinangulardis—placementmeasurementforindustrialcontrol，intelligentrobotsandconditionmonitoring．Keywor

7、ds：conductiveplastic；lowpowerconsumption；continuousanglemeasurement；resistancecompensation0引言度大大提高l6]。角位移的精确i贝0量一直是几何量测量的难题。本文介绍一种通过使用双联导电塑料传感器，现有的测角方法有比较测量法(如角度量块、角度单片机组成连续测角系统的新方法，可外部扩展样板)、直接测量法(如光学分度头、测角仪)、间接LCD显示屏或者GPRS传输模块，进行实时测量或测量法(如正弦尺)等。这些方法或者精度不高，或者远程传输。通过优

8、化程序算法，可降低系统功耗者使用复杂、价格昂贵，不能适应在线自动测量的要至uA级别，适合使用电池条件下连续工作的场合。求，。导电塑料自20世纪70年代在实验室被发现以1导电塑料传感器来，由于其既具有普通塑料的优点，同时拥有类金属导电塑料传感器由于制造工艺限制，无