專利名稱：實時信號積分處理儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及實時信號積分處理儀器。
現(xiàn)有實時信號積分處理儀器的核心部件為線性運放電路和積分電容。由于偏置電流不易消除以及電容元件并非理想，此積分運算不可避免地會出現(xiàn)爬移現(xiàn)象、泄漏現(xiàn)象、吸附現(xiàn)象和滯后現(xiàn)象，給積分運算的結(jié)果造成很大誤差，為了減少現(xiàn)有積分電路的誤差，均要以增加非線性元件或網(wǎng)絡(luò)對積分電路進行補償，但最終仍無法消除誤差。利用模擬方法處理的積分儀器，如磁通量測量儀。此儀器用于對測量感應(yīng)線圈感應(yīng)的電動勢進行時間積分，從而對應(yīng)于磁性材料的性能。而現(xiàn)有的這類積分儀器的誤差較大，甚至無法進行定標(biāo)和絕對量的測量，只能進行相對值比較進行判斷。這主要是因為電容漏電等因素引起的輸入偏置電流流過積分電容使積分輸出端輸出上升(即使在沒有輸入信號時)，時間愈長則誤差愈大，甚至在連續(xù)測量時仍要不斷調(diào)零，根本無法保證測量精度。參見

圖1，其中運放為T1，積分電容為C1。
本實用新型的目的是從根本上消除上述模擬方法的儀器所固有的弊端，提供一種以微處理器對信號進行數(shù)字積分的儀器；本實用新型的目的尤其提供一種用于磁通測量儀器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種實時信號積分處理儀器，包括運算放大器電路等構(gòu)成，其特征是還設(shè)有微處理器及其控制的累加器及計時器、數(shù)字顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換電路組成，信號輸入接運放輸入端，運算放大器輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出連接累加器，微處理器及其控制的計時器連接累加器信號控制端，累加器輸出連接數(shù)字顯示驅(qū)動單元。
本實用新型的工作過程如下信號輸入經(jīng)放大后經(jīng)A/D變換至累加器，且累加器的累加經(jīng)計時標(biāo)定后完成積分，積分結(jié)果輸出至數(shù)字顯示或其它輸出顯示裝置。
本實用新型具有如下特點本實用新型從根本上消除模擬電路電容積分方法的儀器所固有的不足，提供了一種以微處理器對輸入信號進行數(shù)字積分的方法；是一種克服現(xiàn)有積分電路產(chǎn)生爬移等誤差的數(shù)字積分儀器；尤其可以用于制造一種磁通測量儀器。
以下結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)模擬積分電路示意圖圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖圖3為本實用新型電路實施例示意圖圖4為本實用新型微處理器工作程序框圖如圖2-4所述，本實用新型的工作過程在圖4積分軟件流程圖中，1.IO口設(shè)置，定時計數(shù)器設(shè)置工作方式，采用中斷方式讀取數(shù)據(jù)，工作區(qū)清零，顯示置零。
2.A/D結(jié)束產(chǎn)生中斷，進行數(shù)據(jù)累加、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
3.判斷數(shù)據(jù)的有效性，如數(shù)據(jù)有效則開始進行積分運算，其時間間隔已在初始化程序中設(shè)置。一般時間間隔的下限在100微秒以上，本實用新型取400微秒，時間間隔的上限可以視儀器的精度需要來設(shè)定，一般沒有很大的限制。但是，如果時間間隔大時，則會使儀器的精度相應(yīng)下降。
4.當(dāng)系統(tǒng)檢測到積分結(jié)束，即累計數(shù)為零時，將結(jié)果輸出。
5.判斷標(biāo)志位置是否為自動方式，如為自動方式則顯示3秒后系統(tǒng)復(fù)位，進入第一步驟，如為手動方式，則顯示結(jié)果長期保留。
積分運算的實現(xiàn)過程1.判斷積分開始2.A/D采集數(shù)據(jù)累計3.轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生中斷4.十六--十進制轉(zhuǎn)換5.將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果取平均值6.重復(fù)上述2-5過程，直到檢測出A/D為零或積分結(jié)束標(biāo)志。
7.將總量與時間間隔Δt相乘，得到積分結(jié)果8.將結(jié)果輸出；在圖3電路實施例中，僅給出積分電路的最基本構(gòu)成，用于是數(shù)字積分精密測量儀器的電路圖。本實施例電路又是磁通量測量儀的電路，同樣也是其它數(shù)字積分精密測量儀的電路。如圖所示，輸入的電動勢Vi由運算放大器7650進行放大，輸出V0，送到0801模擬信號輸入端Vin(+)進行A/D變換，轉(zhuǎn)換結(jié)果(數(shù)字量)送到2051單片機P1端口(P1.0-P1.7)，轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志INTR觸發(fā)單片機的中斷信號INT0，由軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、處理及運算，完成積分工作。積分結(jié)果由串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端Rxd送往顯示驅(qū)動塊14499的數(shù)據(jù)輸入端D，經(jīng)譯碼、驅(qū)動由LED數(shù)碼管實時、動態(tài)顯示結(jié)果。信息由2051串行口送到顯示驅(qū)動塊14499，將積分結(jié)果實時顯示。
本裝置構(gòu)成磁通量測量儀時，只要在輸入端接入由磁通變化產(chǎn)生的電信號并對其積分。
權(quán)利要求1.一種實時信號積分處理儀器，包括運算放大器電路等構(gòu)成，其特征是還設(shè)有微處理器及其控制的累加器及計時器、數(shù)字顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換電路等組成，信號輸入接運放輸入端，運算放大器輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出連接累加器，微處理器及其控制的計時器連接累加器信號控制端，累加器輸出連接數(shù)字顯示驅(qū)動單元。
2.由權(quán)利要求1所述的實時信號積分處理儀器，其特征是從累加器輸出端(Rxd)連接顯示驅(qū)動電路(14499)的數(shù)據(jù)輸入端(D)，并連接譯碼、驅(qū)動電路連接數(shù)碼管(LED)。
3.由權(quán)利要求1所述的實時信號積分處理儀器，其特征是本裝置構(gòu)成磁通量測量儀。
專利摘要一種實時信號積分處理儀器,由設(shè)有的微處理器及其控制的累加器及計時器、數(shù)字顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換電路等組成。本實用新型從根本上消除模擬電路電容積分方法的儀器所固有的不足,提供了一種以微處理器對輸入信號進行數(shù)字積分的儀器;是一種很小誤差的數(shù)字積分儀器;尤其可以用于磁通測量儀器。
文檔編號G05B11/40GK2368056SQ9922817
公開日2000年3月8日 申請日期1999年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月19日
發(fā)明者徐順利 申請人:徐順利