一種微位移測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微位移測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]位移用于描述物體在空間中位置，是日常生活，自動化工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中最基本的物理量，重要性不言而喻。微位移測試系統(tǒng)測量物體位置的相對變化，是機械加工，機械測量，自動化生產(chǎn)等的重要保障。目前微位移測試系統(tǒng)面臨的主要難點是:一是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、幅度穩(wěn)定的正弦激勵信號，二是低溫漂有效值轉(zhuǎn)換，三是高精度模數(shù)采樣，四是開關電源的保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種微位移測試系統(tǒng)，其能產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、幅度穩(wěn)定的正弦激勵信號，并實現(xiàn)低溫漂有效值轉(zhuǎn)換和高精度模數(shù)采樣。
[0004]實現(xiàn)上述目的的一種技術方案是:一種微位移測試系統(tǒng)，包括線性可變差動變壓器，所述線性可變差動變壓器上設有初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈，其還包括:
[0005]用于產(chǎn)生方波信號的主單片機；
[0006]用于從所述方波信號中抽取2.5kHz正弦基波信號的基波抽取電路；
[0007]連接所述線性可變差動變壓器的初級線圈，用于增強該正弦基波信號的驅(qū)動能力，以驅(qū)動所述線性可變差動變壓器的平衡驅(qū)動電路；
[0008]分別連接所述線性可變差動變壓器的第一次級線圈和第二次級線圈，用以對所述線性可變差動變壓器輸出的差分信號進行放大和共模噪聲抑制的儀器放大電路；
[0009]用于對所述儀器放大電路輸出的差分信號進行濾波的帶通濾波電路；
[0010]用于將所述帶通濾波電路輸出的差分信號轉(zhuǎn)化為單端直流信號的交直變換電路；
[0011]用于對所述交直變換電路輸出的單端直流信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)化，并將模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的電壓轉(zhuǎn)換結(jié)果值輸入所述主單片機的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；
[0012]以及用于同時提供+3V電源、-3V電源、+5V電源，-5V電源、+2.5V電源的電源轉(zhuǎn)換電路。
[0013]進一步的，所述主單片機上設有時鐘電路，所述時鐘電路包括與所述主單片機的XTAL1接口和XTAL2接口連接的無源晶振Ml，將所述主單片機的XTAL1接口接地的電容C19，以及將所述主單片機的XTAL2接口接地的電容C20。
[0014]進一步的，所述平衡驅(qū)動電路包括一個全差分漏斗平衡放大器;所述全差分漏斗平衡放大器上設有IN+0.4引腳、IN+0.8引腳、IN-0.4引腳和IN-0.8引腳，以及VC0M引腳、VDD3引腳、VSS3引腳、+0UT3弓|腳和-0UT3引腳；
[0015]所述+0UT3引腳連接所述線性可變差動變壓器的初級線圈的同名端，所述-0UT3引腳連接所述線性可變差動變壓器的初級線圈的非同名端;所述線性可變差動變壓器的第一次級線圈的非同名端和第二次級線圈的非同名端同時接地;所述ΙΝ+0.4引腳和ΙΝ+0.8引腳之間設有切換開關J1，所述切換開關連接所述基波抽取電路;所述IN-0.4引腳、所述IN-0.4引腳，以及所述VCOM引腳同時接地。
[0016]進一步的，所述儀器放大電路包括儀器放大芯片，所述儀器放大芯片上設有IN-5引腳、IN+5引腳，RG 1引腳、RG2引腳，V0UT5引腳、REF5引腳，以及VCC5弓|腳和VSS5引腳，所述RG1引腳和所述RG2引腳之間設有增益調(diào)節(jié)電阻RG;所述V0UT5引腳為所述儀器放大電路的輸出端；
[0017]所述IN-5引腳和所述IN+5引腳之間設有電容C4，所述IN-5引腳和所述IN+5弓丨腳分別連接所述線性可變差動變壓器的第一次級線圈的同名端和第二次級線圈的同名端，構成該儀器放大電路的輸入端。
[0018]進一步的，所述交直變換電路包括一塊交流轉(zhuǎn)直流變換芯片，所述交流轉(zhuǎn)直流變換芯片上設有SUM引腳、RMS引腳，IBFOUT引腳、IBFIN-引腳、IBFIN+引腳、IGND引腳、IBFGN引腳、0GND引腳、VSS7引腳、0BFIN-引腳、0BF0UT2引腳；
[0019]所述IBFIN-引腳和所述IBFOUT引腳短接，并通過極性電容E3連接所述RMS引腳，其中所述極性電容E3的正極連接所述RMS引腳，負極同時連接所述IBFIN-引腳和所述IBFOUT引腳；
[0020]所述IBFIN+引腳通過電阻R10接地，連接所述帶通濾波電路;所述IGND引腳和所述0GND引腳同時接地，所述VSS7弓丨腳連接-5V電源；
[0021]所述0BFIN-引腳和所述0BF0UT2引腳短接，并通過依次串聯(lián)的電阻R11和電阻R12接地，所述電阻R12上并聯(lián)有極性電容E5，經(jīng)過交流轉(zhuǎn)直流變換后的直流信號從所述極性電容E5的正極輸出。
[0022]進一步的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括基準源集成電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路，所述基準源集成電路上設有VIN81弓I腳、GND81引腳、V0UT81弓|腳和TP81引腳；
[0023]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路設有REF82引腳、VDD82引腳、V1082引腳、SDI 82引腳、IN82+引腳、IN82-引腳、GND82引腳、SCK82引腳、SD082弓|腳和CNV82引腳；
[0024]所述基準源集成電路的VIN81引腳和GND81引腳之間設有電容C32，所述V0UT81引腳與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的REF82引腳連接；
[0025]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的REF82引腳與接地端之間設有極性電容E16，使所述REF82引腳獲取基準電壓;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的IN82+引腳接地;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的VDD82引腳和IN82+引腳之間連接有電容C13;
[0026]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的V1082引腳和IN82+引腳之間連接有電容C14，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的V1082引腳和SDI 82引腳短接；
[0027]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的GND82引腳連接接地端；
[0028]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的SCK82引腳、SD082引腳和CNV82引腳對應連接所述主單片機的CLK引腳、M0S引腳和SS引腳。
[0029]進一步的，所述電源轉(zhuǎn)換電路包括:
[0030]輸入整流濾波電路、鉗位保護電路、高頻變壓器、單片電源、反饋電路、輸出整流濾波電路；
[0031 ]所述輸入整流濾波電路包括整流橋和整流極性電容，其中所述整流極性電容的正極與所述整流橋的正極輸出端連接，負極與所述整流橋的負極輸出端連接；
[0032]所述高頻變壓器包括初級繞組、次級繞組和反饋繞組；
[0033]所述單片電源包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，其中所述第二引腳與所述整流極性電容的負極連接；
[0034]所述鉗位保護電路包括鉗位穩(wěn)壓二極管和鉗位二極管，其中所述鉗位穩(wěn)壓二極管的負極與所述整流極性電容的正極以及所述初級繞組的非同名端連接;所述鉗位二極管的正極與所述鉗位穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述鉗位二極管的負極與所述初級繞組的同名端以及所述單片電源的第一引腳連接；
[0035]所述輸出整流濾波電路包括第一次級二極管、次級極性電容、次級穩(wěn)壓二極管、次級電感和第二次級二極管，所述第一次級二極管的負極與所述次級繞組的同名端連接，所述第一次級二極管的正極與所述次級極性電容的正極連接，所述次級極性電容的負極與所述次級繞組的非同名端連接，所述次級極性電容的正極與所述次級穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述次級電感的一端與所述次級穩(wěn)壓二極管的負極連接，所述次級電感的另一端與所述第二次級二極管的負極連接，所述第二次級二極管的正極與所述次級極性電容的負極連接；
[0036]所述反饋電路包括反饋二極管、反饋電容、光耦合器和反饋極性電容，其中所述反饋二極管的負極與所述反饋繞組的同名端連接，所述反饋電容的一端與所述反饋二極管正極連接，所述反饋電容的另一端與所述反饋繞組的非同名端，以及所述單片電源的第二引腳連接，所述光耦合器的一端與所述反饋二極管的正極連接，所述光耦合器的另一端與所述單片電源的第三引腳以及所述反饋極性電容的正極連接，所述光耦合器與所述第二次級二極管耦合，所述反饋極性電容的負極與所述單片電源的第二引腳連接。
[0037]進一步的，所述主單片機上還設有復位電路，所述復位電路包括連接在所述主單片機的RST1接口與+5V電源之間的極性電容E17，以及連接在所述主單片機的RST1接口和接地端之間的電阻R9。
[0038]進一步的，所述主單片機上還設有按鍵中斷電路，所述按鍵中斷電路包括用于連接所述主單片機的IN03.2接口、INI 3.3接口和GND1接口的開關K1;連接所述主單片機的IN03.2接口和接地端的電容C12，以及連接所述主單片機的IN03.2接口和+5V電源的電阻R21。
[0039]進一步的，所述主單片機上設有用于和數(shù)據(jù)顯示電路連接的P1.0接口、P1.1接口、?1.2接口、？2.0接口、？2.1接口、？2.2接