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ARM的等精度測(cè)頻在機(jī)組轉(zhuǎn)速測(cè)控中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2010-09-10 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

3 在 測(cè)量系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方案

  測(cè)量方法,測(cè)控系統(tǒng)采用7的LPC2214為CPU,LPC2214具有2個(gè)32位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有如下特性E :

  1)帶可編程32位預(yù)分頻器的32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

  2)每個(gè)定時(shí)器的4個(gè)32位捕獲通道可在輸入信號(hào)跳變時(shí)捕獲定時(shí)器的瞬時(shí)值。捕獲事件可選擇產(chǎn)生中斷。

  3)4個(gè)32位匹配寄存器:① 連續(xù)操作,可選擇在匹配時(shí)產(chǎn)生中斷;② 匹配時(shí)停止定時(shí)器,可選擇產(chǎn)生中斷;③ 匹配時(shí)復(fù)位定時(shí)器,可選擇產(chǎn)生中斷。

  4)每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)對(duì)應(yīng)于匹配寄存器的外部輸出,具有下列特性:① 匹配時(shí)置低電平;② 匹配時(shí)置高電平;③ 匹配時(shí)翻轉(zhuǎn);④ 匹配時(shí)不變。

  本系統(tǒng)中采用了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的匹配功能,用來(lái)控制閘門時(shí)間,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的捕獲功能,用來(lái)監(jiān)測(cè)被測(cè)信號(hào)。被測(cè)信號(hào)通過(guò)硬件整形電路變成與其頻率一致的方波信號(hào),接入定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的捕獲管腳,開放其捕獲中斷功能,軟件響應(yīng)中斷并進(jìn)行相應(yīng)的處理。計(jì)數(shù)頻率為2.211 840 MHz,閘門時(shí)間為0.5 s,誤差為1111 ,其中,1212 ,所以可以得出,理論上,等測(cè)頻在本系統(tǒng)中的測(cè)量優(yōu)于 ,完全可以滿足工程需要。

  在水輪機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中,為提高測(cè)量的可靠性,采用電氣(機(jī)端殘壓)信號(hào)和齒盤機(jī)械脈沖信號(hào)2種信號(hào)類型同時(shí)輸入的測(cè)量方式,計(jì)算得到的頻率值用于顯示,開出控制等。測(cè)量系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

  系統(tǒng)程序主要包括初始化定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,捕獲中斷處理,頻率計(jì)算,顯示,開出控制等子程序,系統(tǒng)流程如圖3所示。

  使用RIGOL函數(shù)/任意波形發(fā)生器,產(chǎn)生頻率變化的正弦波形:① 500 S內(nèi)模擬波形頻率從100 Hz下降到0.2 Hz,下降梯度為0.199 6 Hz/s; ②模擬波形頻率從100 Hz下降至1 Hz再?gòu)? Hz上升至100 Hz,每10 Hz持續(xù)18 S;③每0.5 s記錄一次測(cè)量數(shù)據(jù),分別得到如圖4所示波形1和波形2。

  實(shí)驗(yàn)證明,利用等精度測(cè)頻方式頻率,可以在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)取得比較高的測(cè)量精度,本測(cè)試系統(tǒng)的最大相對(duì)誤差小于1O~。閘門時(shí)間為0.5 S,可快速反應(yīng)的變化。

  4 結(jié)語(yǔ)

  等精度測(cè)量方法與傳統(tǒng)測(cè)量的測(cè)頻法和測(cè)周法相比,能夠?qū)崿F(xiàn)全頻段內(nèi)等精度,大大提高了測(cè)量精度。試驗(yàn)結(jié)果表明,在水輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)中等精度測(cè)量方法,測(cè)量的最大相對(duì)誤差優(yōu)于 ,閘門時(shí)間可變,能夠快速反應(yīng)轉(zhuǎn)速的變化。開發(fā)的SJ一22D微機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置已在多個(gè)水電站(廠)投入,運(yùn)行準(zhǔn)確可靠。


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