程控电路.

Cha nnel1
HEWLEFT 34401A
A/D卡 入 口
控制电 流反向 电 阻 片 4接 头 三路电 阻片选择信 号
10
9600b ps, 8数 据 位 , 偶 校 验
7
步进电 机
计 算 机 COM
Te rm ina te
15
转换电 路 0/1 a b c d
线 圈
EB25-30-01 控制电 源方向的继 电器
传输速度＝300/9600 s = 31ms 实际上：万用表只能达到500ms左右的传输速度，也就是说每 秒可以向万用表发送两次查询请求。这对于实时采集来说，速 度是远远不够的。 4、数据精度？6位半。
UGN3503 传感器 1 传感器 2 转换电 路 传感器 3 0 1 0
1 2 5 3 4 6 11
3、数据传输速度 由于HEWLEFT 34401A采用的是串行通讯协议，各位逐次从源地 送到目的地 ，因此它的传输速度不可能太快。 如果采用9600bps的传输速度，这样像发送“a”这样一个字符需 要占用10位左右，如此像发送一条MEARsure:VOLTage:DC?这样的指 令需要上百位。
惠普公司HEWLEFT 34401A多功能万用表的程控
13
程控 设计 电路 （示意 图）
START SHAPHONE公司17HS系列 步进电机 SH-2H090M步进电机驱动器
1、控制原理
Pu lse
Di recti on
STEP MOTOR
Free
Po sitive Com
+5V
通过AD卡的开关量输出来控制步进电机。 如图所示：1）Pulse口的负脉冲使步进电机转动一格。 2）Direction端“1”,“0”两种状态分别表示步进电机步进的两 个方向。 3）Free端置“0”，使转轴自由。
＋ -
布线 （示意 图）
C O M 1 /C O M 2
RS 232
A/D卡的使用以及程控过程
3、软件
4300行：P 大小：860K Visual Basic 6.0编译 NT4.0/win2000调试通过
A/D卡的使用以及程控过程
左图演示了分别用A/D卡 和惠普HEWLEFT34401A 采集同一信号。
4、为什么要使用步进电机？ 由于实验中给线圈的加强电流的恒流源需要手动操 作，无法满足程控需要，因此使用步进电机带动电源的 转轴，以使输出的电流发生变化，进而改变线圈的磁场。 而步进电机在连接了驱动器后可以通过A/D卡的开关量 输出来进行控制：P
UGN3503 传感器 1 传感器 2 转换电 路 传感器 3 0 1 0
START SHAPHONE公司17HS系列 步进电机 SH-2H090M步进电机驱动器
2、工作原理 略 3、电器技术数据 microstep settings
Num. 2 5 10 Angle 0.90 ° 0.36 ° 0.18 °
20
40
0.09 °
0.045 °
START SHAPHONE公司17HS系列 步进电机 SH-2H090M步进电机驱动器
Cha nnel2 Cha nnel3
Cha nnel1
HEWLEFT 34401A
A/D卡 入 口
控制电 流反向 电 阻 片 4接 头 三路电 阻片选择信 号
10
9600b ps, 8数 据 位 , 偶 校 验
7
步进电 机
计 算 机 COM
Te rm ina te
15
转换电 路 0/1 a b c d
从上面的3503的特性曲线从可以看出，它是本试验理想的传感 器件。我们将3503的输出电压接到A/D卡的模拟量输入端，通过计 算机实时采集电压信号，就可以感知实时的磁场强度：P
UGN3503 传感器 1 传感器 2 转换电 路 传感器 3 0 1 0
1 2 5 3 4 6 11
Cha nnel2 Cha nnel3
13
程控 设计 电路 （示意 图）
惠普公司HEWLEFT 34401A多功能万用表的程控
1、连接方式：RS232方式连接到计算机的COM口，属于串行通讯。 2、程控查询：对COM口发送控制字符串，由万用表将查询值存储在 缓存区。 例如： 启 动：SYSTem:REMote 直流电压：MEARsure:VOLTage:DC? 交流电流：MEARsure:CURRent:AC?
程控电路
2003.1.4
一、实验内容
1.A/D卡的使用 2.步进电机的程控
3.传感器的特性以及程控测量
4.惠普公司HEWLEFT 34401A 多功能万用表的程控测量
5.编写软件实现程控。（Not LabView ，Just Use VB6）
二、实验设计
UGN3503 传感器 1 传感器 2 转换电 路 传感器 3 0 1 0
1 2 5 3 4 6 11
Cha nnel2 Cha nnel3
Cha nnel1
HEWLEFT 34401A
A/D卡 入 口
控制电 流反向 电 阻 片 4接 头 三路电 阻片选择信 号
10
9600b ps, 8数 据 位 , 偶 校 验
7
步进电 机
计 算 机 COM
Te rm ina te
15
转换电 路 0/1 a b c d
图中抖动的曲线为A/D卡 所采集信号 ，另一为惠普 万用表所采集的信号，可 见惠普的万用表精度更加 高 （毕竟HEWLEFT34401A 价值上万啊！）
A/D卡的使用以及程控过程
左图演示了分别为AD卡的通道1、 通道2输入两频率差一倍的正弦信 号，并且以通道1作X轴，通道2作 Y轴作图后所得到的李萨如图形。
线 圈
EB25-30-01 控制电 源方向的继 电器
直 流 电 源
AC/DC 5V/0.2A 12V/1.2A MK15W/12V5V-512 电源 接计算 机地线 交 变 220V
9 12 14
8路 I/O控 制
8
1,2,8 控 制 步 进 电 机 3,4,5 控 制 选 择 电 阻 片 的 4个 接 头 6 控制电 流换向
直 流 电 源
AC/DC 5V/0.2A 12V/1.2A MK15W/12V5V-512 电源 接计算 机地线 交 变 220V
9 12 14
8路 I/O控 制
8
1,2,8 控 制 步 进 电 机 3,4,5 控 制 选 择 电 阻 片 的 4个 接 头 6 控制电 流换向
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程控 设计 电路 （示意 图）
3503 Ratiometric Linear Hall-Effect Sensors
Uo＝2.666 V 线形区内，斜率 为0.0218，即外 界磁场每改变 1mT,输出电压改 变21.8mV。 Bmax=±250mT
3503 Ratiometric Linear Hall-Effect Sensors
Step M otor
GND Vcc
电 源
换向继电器
线 圈
开关量输出
a b FRE E 电源反向 选择信号1 选择信号2 选择信号3 方向控制 脉冲 1 2
1 2 3 4 5 6 7 8
控制 电路
c d
控制 电路
+
2 3
3 4
R
1 4
A D7 2 0 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
HE WLE FT 34 4 0 1 A
A/D卡的使用以及程控过程
上面我们把程控过程中的一些器件逐一罗列了一边，往下，将 引出最重要的程控工具——A/D卡。
1. 本实验所使用A/D技术参数 本实验所使用的A/D卡是北京瑞博华控制技术有限公司生产的 －A/D7202 －PCI总线接口 －100kSps (Sample Per Second) －12位32通道A/D －2通道D/A －8通道数字输入/8通道数字输出
A/D卡的使用以及程控过程
左图演示了本 程序操作IO开 关量输出、磁 场控制的界面
A/D卡的使用以及程控过程
每次采集数据后，程序都将自动把数 据保存，以便于采用MatLab，Origin 等软件处理。
一些实验心得
个人觉得这个实验难度很大的，因为很多时候需要你有很强的动 手能力和丰富的电子线路知识，计算机知识。其间经历了几次失败， 像惠普万用表的程控问题，起初就一直被一个不起眼的小问题所难。 但是我们组4个人始终紧密团结在一起，直至最后攻克下眼前的三个 课题，胜利实在来之不易。 感谢荀坤老师对于我们孜孜不倦地指导、帮助。 感谢实验中心所有的老师。
13
程控 设计 电路 （示意 图）
3503 Ratiometric Linear Hall-Effect Sensors
1、3503霍尔传感器的特性 UGN3503是用来测量磁场的传感器，它能把磁场信号转化为电压 信号，具有以下特点：
–灵敏度高 –响应频带宽 –输出噪音低 –工作电压 4.5～6V –Magnetically Optimized Package
A/D卡的使用以及程控过程
2、程控布线以及流程： A/D卡开关量输出 脉冲信号 →驱动步进电机 →带动电源，产生输出电流的变化 →引起线圈中磁场的变化 →传感器UGN3503感知 →通过A/D卡的模拟量输入，使计算机感知。
模拟量输入
传感器 U GN 3 50 3
1 2 3 4 5 6 7 8
其它信号 磁场信号
线百度文库圈
EB25-30-01 控制电 源方向的继 电器
直 流 电 源
AC/DC 5V/0.2A 12V/1.2A MK15W/12V5V-512 电源 接计算 机地线 交 变 220V
9 12 14
8路 I/O控 制
8
1,2,8 控 制 步 进 电 机 3,4,5 控 制 选 择 电 阻 片 的 4个 接 头 6 控制电 流换向
线 圈
EB25-30-01 控制电 源方向的继 电器
直 流 电 源
AC/DC 5V/0.2A 12V/1.2A MK15W/12V5V-512 电源 接计算 机地线 交 变 220V
9 12 14
8路 I/O控 制
8
1,2,8 控 制 步 进 电 机 3,4,5 控 制 选 择 电 阻 片 的 4个 接 头 6 控制电 流换向
1 2 5 3 4 6 11
Cha nnel2 Cha nnel3
Cha nnel1
HEWLEFT 34401A
A/D卡 入 口
控制电 流反向 电 阻 片 4接 头 三路电 阻片选择信 号
10
9600b ps, 8数 据 位 , 偶 校 验
7
步进电 机
计 算 机 COM
Te rm ina te
15
转换电 路 0/1 a b c d