基于单片机与LVDT的精确位移测量系统设计

"大学生电子竞赛设计方案-位移测量装置.pdf" 这篇文档详细介绍了针对大学生电子或嵌入式专业的一项电子设计竞赛项目，主要内容是设计一种位移测量装置。该装置采用单片机作为控制核心，结合线性可变差动变压器（LVDT）作为传感器，以实现高精度的位移测量。以下是对设计细节的深入解析： 1. 系统架构： 系统主要由以下几个关键模块构成： - 正弦波产生：利用DDS（直接数字频率合成）芯片生成高质量的正弦波信号，为后续的测量过程提供稳定的参考源。 - 差分放大：对DDS产生的正弦波进行差分放大，增强信号强度并减小噪声干扰，以适应LVDT的需求。 - 差动变压器：LVDT在位移测量中起着关键作用，其工作原理是当内部磁棒移动时，改变初级与次级线圈间的磁通，从而改变次级线圈的输出电压。 - 整流滤波：通过整流器将交流信号转化为直流，再通过滤波器去除高频噪声，实现真有效值转换。 - 模数转换：转换后的电压信号送入单片机进行数字化处理，便于计算和显示。 2. 电机驱动与控制： 系统集成有电机驱动部分，单片机能够控制直流电机，进而驱动磁棒移动至特定位移，实现了自动化的位移调整。 3. 人机交互： 用户可以通过键盘设定预定位移值，LCD液晶屏实时显示当前位移状态，提供了友好的人机交互界面，便于操作和读取数据。 4. 精度与优势： 系统设计简洁，用较少的元件实现了较高精度的位移测量，降低了成本，同时具备良好的稳定性和可靠性。此外，系统的电机驱动功能和直观的用户界面是其独特之处，提高了使用的便捷性和实用性。 5. 关键词： 位移测量、线性可变差动变压器、单片机是本设计的核心关键词，分别代表了系统的主要功能、关键组件和控制中心。 这个设计不仅为参赛者提供了一个实际的电子设计挑战，也锻炼了他们在理论知识与实践应用之间的融合能力，有助于提升他们的专业技能和创新能力。对于电子或嵌入式专业的大学生来说，参与这样的竞赛项目无疑是一次宝贵的学习和成长机会。