产品测试仪接触力测量系统设计

产品测试仪接触力测量系统设计

PDA产品测试仪接触力测量系统设计

The Measuring Force System Design of the PDA's Measuring Device

(北京航空航天大学) 李大寨 晁代宏 宗光华

Li,Dazhai Chao,Daihong Zong,Guanghua

摘要?押本文详细介绍了基于AD1674的数据采集系统,对系统中的信号输入通道、信号处理、数据显示等从硬件和软件两个方面进行了阐述。

关键词:PDA; 单片机; AD1674

文章编号:1008-0570(2004)06-0042-02

Abstract: This paper presented an analog to digital convert system based on AD1674, and introduced the hardware and software of the analog input channel: signal process and data display.

Keywords:PDA; microprocessor; AD1674

1 引言

PDA(Personal Digital Assistant)产品的中文名称叫作个人数字助手,也叫掌上电脑。随着PDA产品的不断涌现,对这些产品的各项性能指标进行测试的仪器如键盘寿命测试仪、输入手写板寿命测试仪等相应设备也应运而生。 这些仪器在对PDA产品进行参数测试之前,必须对其接触力进行标定,即测试仪以多大的力敲击键盘或以多大的力在手写板上写字。本文将介绍一种触力测量系统,以便对各种测试仪的接触力进行测量标定。

2 系统原理

触力测量系统能对所测量的力信号进行动态跟踪显示和静态锁定显示。触力测量系统是以AT89C51单片机为核心的数据采集、处理系统,其硬件构成包括触力传感器、信号放大、A/D转换、信号处理、信号显示、功能键等几个部分。该系统的结构如图1。

系统中的触力传感器采用美国Honeywell公司的力传感器,它把力信号转换成电压信号,该传感器具有体积小,重量轻,线性度高,可靠性好等优点,其工作电压为DC10V,测力范围为0—15N,线性度小于0.2%。为保证传感器的转换精度和稳定性,采用AD公司的精密稳压源AD587给传感器供电,AD587能产生10伏的精密直流电压。

力传感器输出为毫伏级信号,而A/D转换器满量程输入一般为5V或10V,为了保证采样精度,必须对传感器输出进行放大,在本系统中,放大电路采用AD公司的专用精密仪表放大器AMP02,该放大器为差分输入,放大倍数可达1000倍,没有调零端,内部有零漂补偿。

A/D转换器采用AD公司的AD1674,转换分辨率为12位,转换速率为10us,内部带采样保持电路,与CPU接口方便。AD1674与AT89C51的接口电路如图2。A/D采样工作过程如下:CPU使AD1674的CS和WR变低电平,迫使CE变成高电平,此前D触发器的CLR为低,R/C被置为低电平,启动A/D转换;转换结束时,STS由高变低,使CPU中断信号有效,CPU开始读取转换数据,CPU使CS和RD变低,迫使CE和R/C变高,同时使A0变低,读取高8位数据,然后使A0变高,读取低4位数据。