Vol.26 No.5 邢希东等：多楔楔横轧端面移动量实时测试系统研制 ·549· 1,2,4,8或1,10,100,1000. (4)电流监测功能：本板只需焊接上检测电 阻，就能够实现电流检测， 磁力座 (⑤)AD硬件定时：板上提供硬件定时器，保证 准确的时间基准，以实现高精度的数据采集， 位移传感器夹具 3端面移动量在线测试系统原理 图1位移传感器系统 系统测试原理流程为：位移传感器一信号调 Fig.1 Displacement sensor system 理一AD数字采集卡(AD7202卡)一计算机一显 2.1位移传感器 示器输出结果， 实验中采用差动变压器式位移传感器，它由 楔横轧轧制过程通常分为楔入段、展宽段、 磁力座上的夹具夹住，磁力座置于传动侧下轴承 精整段2.在不同轧制阶段，轧件端面移动量分 座的上端面上，被平稳地放在上、下轧辊中间，位 别呈现出不同的变化规律，与轧件紧密接触的位 移传感器测杆正好与轧件表面相垂直并且接触， 移传感器测杆也表现出相应的变化规律.位移传 如图1所示.位移传感器主要由一个原边线圈与 感器在圆柱形骨架上分别绕有一个原边线圈和 两个付边线圈及相应电路组成.采用直接标定法 两个付边线圈，原边线圈接5kHz振荡器，受力测 标定，标定曲线如图2所示. 杆带动骨架内的铁芯移动时，由于电磁感应原 200 理，在两个付边线圈上分别感应出交流电压，经 160 检波和差动电路，产生差动直流电压输出，该电 120 压与铁芯位置呈线性关系.再由AD接口，电压 信号经AD7202送入计算机，利用标定数据由相 80 应的软件计算出结果并显示在显示器上， 40 为了抑制共模干扰，必须遵循系统中各部分 0 电路的低端都应单独接到单一公共地原则阿.为 -3 -11 了保证位移传感器与线路板的匹配，将位移传感 电压V 器输出信号线串连上2kΩ的电阻，之后信号方可 图2位移传感器标定曲线 Fig.2 Curve of calibrated displacement 由AD7202输入到电脑 由标定结果可得，该位移传感器线性度： 4 测试结果与分析 d=告-0158% (1) 工艺参数w=40%,a=30°，B=6°与0=2.4075° 式中，△w为最大偏差值，0.0158V；U为满量程值， U=U-U。=5.0010-(-5.0010)10.0020V 工况下的单楔与双楔测试结果如图3所示， 2.2数据采集卡AD7202 45 采用AD7202卡（该卡插在主机箱内主板中）， 35 双楔测试 该卡通过采用高速高精度AD芯片、高精度仪器 放大器、高密度FPGA逻辑芯片、精细布线以及 25 优良制版工艺，实现了高速、高精度实时数据采 15 单楔测试 集，具有以下性能特点： (1)AD高精度：AD采样精度12位，单端AD 通道数32通道，双端方式16通道，误差小于±0.5 00.51.01.52.02.53.0 LSB. 时间/s (2)AD高速度：单通道采集速度达到100 图3w-40%,a=30°，=6°，0=2.4075°工况下测试结果 ksPS(Sample Per Second)),多通道达到90kSPS Fig.3 Monitoring results while the area reduction 40%, 以上， the forming angle a=30°，the knifing angle-6°and the (3)程控放大器功能：可以设置放大倍数为 angle of displacement 6-2.4075邢 希 东等 多楔 楔横 轧 端面 移动 量 实 时测 试 系统 研 制 ， ， ， 或 ， ， ， 电流 监 测 功 能 本 板 只 需 焊 接 上 检 测 电 阻 ， 就 能够 实现 电流 检 测 硬 件 定 时 板 上 提供 硬 件 定 时器 ，保证 准 确 的 时 间基 准 ， 以实现 高精度 的数据 采集 图 位移传 感 器 系统 位 移 传 感 器 实验 中采用 差动 变压 器 式位 移传 感 器 ， 它 由 磁 力座 上 的夹 具 夹 住 ， 磁 力座 置 于传 动 侧 下轴 承 座 的上 端 面上 ， 被 平 稳地 放 在 上 、 下 轧辊 中间 ， 位 移 传 感 器 测 杆 正 好 与 轧 件 表 面 相 垂 直 并 且 接 触 ， 如 图 所 示 位 移 传 感 器 主 要 由一 个 原边 线 圈与 两 个付 边 线 圈及 相 应 电路 组 成 采 用 直 接 标 定法 标 定 ， 标 定 曲线 如 图 所 示 厂一一一一一一一一一一一一一一一 － 一一 一 一一一一一一一一一一，刃 端 面 移 动 量 在 线 测 试 系统原 理 系 统 测 试 原 理 流 程 为 位 移 传 感 器 一 信 号调 理 一户以 数字采 集 卡 卡 一 计 算机 一 显 示 器 输 出结 果 楔 横 轧 轧 制 过 程 通 常分 为楔 入 段 、 展 宽段 、 精 整 段‘， ” 在 不 同轧 制 阶 段 ， 轧件 端 面 移 动 量 分 别呈 现 出不 同 的变化 规 律 ， 与 轧件 紧 密 接触 的位 移 传 感 器 测 杆 也 表 现 出相 应 的变化 规律 位 移传 感 器 在 圆柱 形 骨 架 上 分 别 绕 有 一 个 原 边 线 圈和 两 个 付 边 线 圈 ， 原边 线 圈接 史振 荡器 ， 受 力测 杆 带动 骨 架 内的铁 芯 移 动 时 ， 由于 电磁 感 应 原 理 ， 在 两 个 付 边 线 圈上 分 别 感应 出交 流 电压 ， 经 检 波 和 差 动 电路 ， 产 生 差 动 直 流 电压 输 出 ， 该 电 压 与 铁 芯位 置 呈 线 性 关 系 再 由 刃 接 口 ， 电压 信 号 经 送 入 计 算机 ， 利用 标 定 数据 由相 应 的软 件 计 算 出结 果 并 显 示 在 显 示 器 上 为 了抑 制 共 模干 扰 ， 必 须遵 循 系统 中各 部 分 电路 的低 端 都 应 单 独 接到 单 一 公共 地 原 则 【 ， 为 了保 证 位 移 传 感 器 与线 路板 的匹 配 ， 将位 移传 感 器 输 出信 号 线 串连 上 的 电阻 ，之 后 信 号 方 可 由 输 入 到 电脑 簿塑、日 址二 占 一 一 电压那 图 位移传 感 器 标 定 曲线 · 由标 定 结 果 可 得 ， 该 位 移 传 感 器 线性 度 。 ，一 粤 一 。 口 式 中 ， △ 为最 大偏 差 值 ， 为满 量 程 值 ， 一 呱 。 一 一 数 据 采 集 卡 ， 采用 卡 该 卡 插 在 主机 箱 内主 板 中 ， 该 卡 通 过 采 用 高速 高精 度 芯 片 、 高精度 仪 器 放 大器 、 高密 度 逻 辑 芯 片 、 精 细 布 线 以及 优 良制 版 工 艺 ， 实 现 了 高速 、 高 精 度 实 时数 据 采 集 ， 具 有 以下 性 能特 点 高精度 采 样 精度 位 ， 单 端 通 道 数 犯 通 道 ， 双 端 方 式 通 道 ， 误 差 小 于士 高速 度 单通 道 采 集 速 度 达 到 ， 多 通 道 达 到 以上 程 控 放 大 器 功 能 可 以设 置 放 大 倍 数 为 测 试 结 果 与分 析 工 艺 参 数 尹 ， 渭 与 工 况 下 的单 楔 与双 楔 测试 结 果 如 图 所 示 双楔测试 单楔测试 泌碧阿划、日 一 一 司 一一一一 ‘ 一 时 间 图 广 声 。 ， 户 ， 卜 工 况 下 测 试 结 果 · 厂 ， ， 访 介 卜 口