超聲波點焊機焊接機功率是超聲設(shè)備輸出的重要參數(shù)之一 ,因此超聲功率計的設(shè)計非常重要。輻射壓力法測量聲功率是一種常用的超聲功率測量方法。介紹了一種測量輻射壓力法的超聲功率計設(shè)計原理 ,在超聲功率計設(shè)計中融入智能控制的設(shè)計思想。分析了系統(tǒng)性能要求 ,重點介紹了控制電路的設(shè)計模塊及軟件設(shè)計思想。
系統(tǒng)超聲波焊接機功率系統(tǒng)的主要功能主要功能
整個系統(tǒng)要達到較高的效率和精度 ,需要完成以下幾個主要功能 :
(1) 實時自反饋功能。對于硬件和軟件處理速度要求足夠高 ,在位移傳感器選擇、數(shù)據(jù)處理器件的選擇方面以及軟件設(shè)計方面必須充分考慮到系統(tǒng)的這一要求。
(2) 自檢和實時監(jiān)控反饋功能。這要求系統(tǒng)能夠?qū)刂齐娐贰㈦姶艂鞲衅骶€圈、線圈電阻、位移傳感器等進行檢測和及時反饋檢測信息。
(3) 與微機通信功能。微機在整個功率計設(shè)計中主要擔(dān)負測量結(jié)果存儲、顯示和分析功能 ,因此需要系統(tǒng)具有與微機實時通信的功能。
(4) 測量數(shù)據(jù)實時顯示、存儲和分析功能。為了能夠利用功率計對超聲探頭輸出功率進行穩(wěn)定性檢測 ,要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r測量數(shù)據(jù)保存下來 ,以便進行分析、比較和處理。
控制電路設(shè)計
根據(jù)超聲波點焊機功率計系統(tǒng)功能要求 ,整個控制電路設(shè)計主要由以下幾部分組成 :數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路、電流輸出電路和顯示輸出電路。
(1) 數(shù)據(jù)處理電路。是控制、顯示的核心部分 ,也是功率計的核心處理部件 ,其程序設(shè)計的好壞直接影響整個裝置的效率及精度。本裝置采用 89C51 芯片為微處理器 ,驅(qū)動電壓 5 V ,外部晶振頻率 12 MHz ,指令執(zhí)行周期 1μs。鑒于系統(tǒng)處理速度要求 ,整個系統(tǒng)的主要控制功能由微處理器來控制 ,其主要功能是完成調(diào)零、接收位移信號、輸出控制和顯示功能。
(2) 數(shù)據(jù)采集電路。主要功能是采集位移傳感器送出的位移信號。采集電路由濾波、放大、采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成 ,其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇非常重要 ,直接影響控制精度。本設(shè)計中采用 12 位 A/ D 轉(zhuǎn)換器 ,其可分辨的電壓信號是 2. 44 mV。在微處理器接收時采用先高 8 位后低 4 位的接收方式 ,通過接收到的數(shù)據(jù)即可知道支架的位置狀況 ,從而讓單片機作出相應(yīng)的處理。本設(shè)計中采用 AD574 ,其特點是 :
①參考電壓基準(zhǔn)和時鐘電路 ;
②8 位或 16 位微處理器接口 ;
③250 ns 總線取數(shù)時間 ,能夠滿足一般微處理器的時序要求 ;
④高轉(zhuǎn)換速率 ,12 位時 25μs ,8 位時 16μs ;
⑤在 - 55～ + 125 ℃溫度范圍內(nèi)滿足線性要求 ,在惡劣環(huán)境下亦能穩(wěn)定工作。