一种便携式磁记忆检测仪设计

.4低功耗设计

便携式磁记忆检测仪在电源电压和功耗上要求苛刻,为了降低功耗,采用以下措施。

●所有集成电路都选择低工作电压和低功耗芯片。

●尽量减少使用外围元器件,PIC16LF873A外围功能强大,比其他系列单片机使用的元件少。

●采用低功耗LCD显示器,电源由单片机提供,需要显示时才供电。

●信号通道单独供电,需要测量时再供电。

●采用单片机“睡眠”功能,不测量时处于睡眠状态。所有输入引脚保证有确定电平,输出引脚以不向外围电路提供电流为准则。

●关闭RB口中断“弱上拉电阻”,有按键时高电平中断。实验证明,采用以上设计方式,电池电压为3.6V时,便携式磁记忆检测仪的静态功耗小于85μA。

3　磁记忆检测仪的软件设计

软件是便携式磁记忆检测仪另一个核心部分,主要完成系统初始化、数据采集、数据显示、键盘处理和校验等功能。

软件的主要流程图见图3。

(1)主程序:完成系统的初始化工作,进行各传感器的置位和复位,然后进入睡眠状态。

(2)通道按键中断服务子程序:向检测数据通道供电,采集Y数据和X数据测量时,法向分量Hp与X、Y数据的关系是:Hp=X2+Y2。Hy符号与测量基准方向Y的符号相同。以Y通道为例,说明A/D转换的数据处理过程。对PIC16LF873A单片机,10位A/D转换器0 T对应1.5 V电压和数字量为512,+5×10-4T对应3 V电压和数字量为1023,-5×10-4T对应0 V电压和数字量为0。每个数字对应电压2.9 mV。Hy值的符号与Y分量符号相同。数字量≥512的数据,进行以下运算:实际数据=(Y数据-512)×0.009765×10-4T-修正值。数字量≤512的数据,进行以下运算:实际数据=-(511-Y数据)×0.009765×10-4T-修正值。LCD显示器可以显示8位数字,最高显示位为Hp符号,有效数字是7位。可以连续测量,直到再一次按键,返回主程序。

(3)校验按键中断服务子程序:将传感器置于磁屏蔽中,各通道测量出0 T值,将测量结果作为修正值存入EEPROM中。

4　实验和数据分析

实验方式:便携式磁记忆检测仪与俄罗斯TSCM-2FM应力集中检测仪同时对工件相同点进行应力检测,便携式磁记忆检测仪的检测结果如表1所示。

应力集中线的位置与俄罗斯TSCM-2FM应力集中检测仪检测的结果相同。经过实验检测,便携式磁记忆检测仪可以实时显示被测工件的磁场Hp值的大小和符号,双通道配合使用,磁感应强度为零的连接线为应力集中线。

5　结束语

基于PIC16LF873A单片机的便携式磁记忆检测仪,具有成本低、功耗低、精度高、体积小和使用方便等特点,对操作人员无专业计数要求。特别适用于在工件结构复杂窄小的环境使用。便携式磁记忆检测仪是一款性能价格比很高的磁记忆检测仪器,在石油、化工、冶金、机械、铁路、建筑、桥梁和航空等部门的无损检测中具有十分广阔的前景。