基于Cortex内核嵌入式处理器的压磁传感信号检测技术研究

利用压磁效应实现金属应力无损检测的技术,在铁路、油田和先进制造领域有广泛的应用需求。本文在电学理论和磁学理论研究的基础之上,给出一种将压磁传感信号转换成线圈阻抗变化的新方法,并结合嵌入式技术,设计了以STM32和AD5933为核心的阻抗检测装置。通过一系列的实验室测试,表明方案可行。具体的研究内容包括: 1.查阅和搜集了大量的相关资料,搞清了相关的电学和磁学基础理论知识,包括电路、磁路与电磁耦合理论,搞清了金属的磁致伸缩效应和压磁效应机理,为进一步研究打下了基础。 2.搜集了现有的压磁传感器资料并仔细研究,基本理解了压磁传感器的工作原理。在现有电压输出信号的压磁传感器工作机理的基础之上,从压磁传感器阻抗变化入手,结合电磁耦合原理设计了新的压磁传感信号提取方案,并通过数学推导,找到了理论依据。 3.仔细阅读了专用阻抗检测芯片AD5933的的英文资料,理解了其内部结构,掌握了基本使用方法。并且通过大量实验测试,验证了其精度并找到了进一步提高测量精度的方法。 4.仔细阅读了基于Cortex内核的嵌入式处理器STM32的英文芯片手册,根据课题需要移植了和修正了芯片外设的相关代码,进行了认真调试。 5.设计了基于STM32和AD5933相结合的阻抗检测硬件装置,参与绘制了其中的部分原理图和PCB图,并在电气阻抗检测项目中试用。 6.学习了zigbee无线网络技术和嵌入式操作系统windows CE的编程。结合阻抗检测的实验装置,进一步提出了无线传感器网络的在线应力检测的初步的设计方案。