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航海系統(tǒng)中的雙傳感器航星計(jì)程儀測試系統(tǒng)


  來源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時(shí)間:2015-07-30 作者:
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在航海系統(tǒng)中,采用計(jì)程儀連續(xù)測量運(yùn)動(dòng)中船舶的速度并計(jì)算出船舶的累計(jì)航程。本文所設(shè)計(jì)的計(jì)程儀系統(tǒng)采用雙傳感器組合結(jié)構(gòu),并結(jié)合微處理機(jī)技術(shù)(選用了MCS-51系列單片機(jī)及與之配套的專用接口芯片),組成了計(jì)程儀專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。儀器結(jié)構(gòu)簡單,體積小,精度高,操作調(diào)整方便。它能方便地進(jìn)行數(shù)字通訊;根據(jù)實(shí)際需要,也能發(fā)送速度的模擬信息,接口靈活,適應(yīng)了船舶控制與操作自動(dòng)化的需求。

計(jì)程儀硬件設(shè)計(jì)

該計(jì)程儀系統(tǒng)由主儀器、電磁傳感器、壓差式傳感器、船底閥、導(dǎo)壓桿、可由用戶擴(kuò)充的分顯示器和一套開關(guān)分配器等部分組成(1)。本系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是采用了雙傳感器組合結(jié)構(gòu):分別利用電磁傳感器和壓差式傳感器(利用貝努利方程原理)來測量船舶與水之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,并由其計(jì)算與記錄船舶的航程。


1.1 技術(shù)性能

(1)測速范圍:-10節(jié)~+40節(jié)(量程更改可由程序設(shè)定);(2)航速精度(測速場精度)±0.20節(jié);(3)航速發(fā)送形式:RS-485;(4)單次航程范圍:09999.99海里;(5)累計(jì)航程范圍:0999999海里;(6)工作時(shí)間累計(jì)范圍:099999小時(shí);(7)航程解算精度:±0.1(負(fù)速度不計(jì)航程)。

1.2 主儀器工作原理

主儀器是一個(gè)以MCS-51單片微計(jì)算機(jī)為核心的專用微機(jī)系統(tǒng),如圖2所示。它包括:直流電源裝置,鍵盤輸入與顯示裝置,及由CPU、EPROMEEPROM及專用接口電路組成的單片機(jī)裝置。主儀器是計(jì)程儀的核心部分,其面板上裝有各種操作按鈕,用以控制整個(gè)儀器的運(yùn)行,完成測速校正操作。

主儀器采用中斷方式實(shí)現(xiàn)雙傳感器的數(shù)據(jù)采集控制,其中定時(shí)器周期性地產(chǎn)生中斷信號(hào)申請(qǐng)中斷,中斷服務(wù)程序接收電磁傳感器和壓差傳感器輸出的電信號(hào),然后A/D轉(zhuǎn)換裝置和I/F轉(zhuǎn)換器將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送至微機(jī)系統(tǒng);按一定的計(jì)算公式進(jìn)行數(shù)椐處理,并按調(diào)整后的曲線進(jìn)行修正,以得到船舶的速度,再根據(jù)時(shí)間間隔的大小進(jìn)行數(shù)值積分來求得航程。計(jì)算機(jī)將求得的航速信息以適當(dāng)?shù)男问酵ㄟ^各相應(yīng)的接口電路送到各用戶和分顯示器,完成航速航程的顯示。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的EEPROM可以永久性地保存諸如累計(jì)航程、累計(jì)工作時(shí)間、速度調(diào)整參數(shù)等結(jié)果。

1.3 主要芯片及其系統(tǒng)功能簡介

本系統(tǒng)中主要采用了AT89C55、ICL7109AD652等芯片,簡介如下:

1.3.1 AT89C55

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