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[1]时 航,李玥华,周京博,等.基于STM32的液压缸位移测量系统设计[J].工业仪表与自动化装置,2023,(01):9-15.[doi:10.19950/j.cnki.cn61-1121/th.2023.01.002]
　SHI Hang,LI Yue-hua,ZHOU Jing-bo,et al.Design of hydraulic cylinder displacement measurement system based on STM32[J].Industrial Instrumentation & Automation,2023,(01):9-15.[doi:10.19950/j.cnki.cn61-1121/th.2023.01.002]
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基于STM32的液压缸位移测量系统设计

《工业仪表与自动化装置》[ISSN:1000-0682/CN:61-1121/TH]

卷:
期数:
2023年01期
页码:
9-15
栏目:
出版日期:
2023-02-15

文章信息/Info

Title:
Design of hydraulic cylinder displacement measurement system based on STM32
文章编号:
1000-0682（2023）01-0009-07
作者:
时 航; 李玥华; 周京博; 冀赵辉
（河北科技大学 机械工程学院，河北 石家庄 050018）
Author(s):
SHI Hang; LI Yue-hua; ZHOU Jing-bo; JI Zhao-hui
(School of Mechanical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018, China)
关键词:
STM32; 编码器; 脉冲信号; 位移测量; 液压缸
Keywords:
STM32;  encoder;  pulse signal;  displacement measurement;  hydraulic cylinder
分类号:
TB92
DOI:
10.19950/j.cnki.cn61-1121/th.2023.01.002
文献标志码:
A
摘要:
针对在复杂环境下液压缸的位移测量问题，设计了一种基于STM32的位移测量系统，并分别对系统的机械结构设计、硬件设计和软件设计进行阐述。系统以磁性旋转编码器为核心传感器，能够适应恶劣的工业环境，具有良好的防震型和防尘性，以STM32单片机为控制核心，在满足测量精度的同时可以兼顾位移、速度、加速度的测量，简化了结构，节约了成本。搭建了实验平台进行实验，实验证明，在不同速度下所测得的液压缸工作位移相对误差保持在2%以内，最后对实验结果进行了分析。
Abstract:
Aiming at the problem of displacement measurement of hydraulic cylinder in complex environment, a displacement measurement system based on STM32 has been designed, and the mechanical structure design, hardware design and software design of the system were expounded respectively. The system use a magnetic rotary encoder as the core sensor, which could adapt to harsh industrial environments, have good shock-proof and dust-proof properties, and used STM32 microcontroller as the control core, which can meet the measurement accuracy while taking into account the measurement of displacement, speed and acceleration. The structure is simplified and the cost is saved. An experimental platform was built to conduct experiments. The experiments show that the relative error of the hydraulic cylinder working displacement measured at different speeds is kept within 2%. Finally, the experimental results were analyzed.

参考文献/References:

[1]葛磊,董致新,李运华,权龙,张晓刚,赵斌.系列化液压挖掘机数字样机研究[J].机械工程学报,2019,55(14):186-196.

[2]李运华,范茹军,杨丽曼,赵斌,权龙.智能化挖掘机的研究现状与发展趋势[J].机械工程学报,2020,56(13):165-178.
[3]宗安汉. 基于VR的挖掘机远程操控模拟平台的研究[D].西安建筑科技大学,2020.DOI:10.27393/d.cnki.gxazu.2020.001321.
[4]本刊编辑部.三一、华为巨头联手 全球首台5G遥控挖掘机投入实用[J].建设机械技术与管理,2019,32(07):33-34.DOI:10.13824/j.cnki.cmtm.2019.07.010.
[5]梁应选,王楠,张昌明.基于光栅传感器位移测量系统设计[J].机械研究与应用,2022,35(01):85-88.DOI:10.16576/j.cnki.1007-4414.2022.01.024.
[6]邓飙,邱义,张宝生.液压缸行程检测技术研究现状[J].液压与气动,2008(11):60-63.
[7]王光杰,王重洲.液压缸位移传感器测试工具设计[J].一重技术,2015(05):31-35.
[8]黄俊钦,樊尚春,刘广玉.微传感器最新发展[J].航空计测技术,2003(01):1-8.
[9]秦亮亮. 开关电感式位移传感器的研究与设计[D].东北农业大学,2013.
[10]潘峰,丁凡,殷建利,王丰.液压缸行程测量国内外现状和发展趋势[J].工程机械,2001(04):27-29.
[11]李斐然. 基于霍尔原理的绝对式磁编码器的研究[D].哈尔滨工业大学,2015.
[12]梁芳萍,曹广忠,赵磊,孙俊缔,胡勇,王芸.磁编码器技术现状及发展研究[J].自动化仪表,2021,42(08):1-6+12.DOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2021020020.
[13]张宇,闵子建,陈庆永,郑鹉.磁旋转编码器在汽车测速系统中的应用[J].仪表技术与传感器,2008(09):76-77+98.
[14]Miyashita K, Takahashi T, Yamanaka M. Features of a magnetic rotary encoder[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 1987, 23(5): 2182-2184.
[15]赵若菲. 基于TMR的高位高精度磁编码器的设计与实现[D].杭州电子科技大学,2021.
[16]梁芳萍,曹广忠,赵磊,孙俊缔,胡勇,王芸.磁编码器技术现状及发展研究[J].自动化仪表,2021,42(08):1-6+12.
[17]李斐然. 基于霍尔原理的绝对式磁编码器的研究[D].哈尔滨工业大学,2015.
[18]李萍,罗云.霍尔传感器共性技术和产品的研究[J].江苏科技信息,2020,37(32):54-57.
[19]王显军.光电编码器的应用——分类源于角度测量基准[J].光机电信息,2010,27(10):22-27.
[20]巩宝山.光电编码器在工业自动化系统中的应用与研究[J].数字通信世界,2020(11):158-159.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2022-08-19
第一作者：时航(1996)，男，河北石家庄人，硕士研究生，主要研究领域为机电一体化。
通信作者：李玥华（1983)，女，河北邯郸人，通讯作者，副教，博士，主要研究领域机电一体化、视觉测量及数控技术。
更新日期/Last Update: 1900-01-01