非接触式刚体(道轨)位移测试系统德州学院刘金鹏郭国张利国指导老师李丽欣李海彦张福安XXX年毕昇杯获XX奖一引言高速列车在弯道处对轨道的作用力是巨大的,可能使道轨在三维空间均会发生位移,从而导致安全事故的发生。目前的铁道形变检测手段还不完善,人工测量麻烦且不精确,基于对道轨三维位移量的智能测量,我们设计了本系统,可精确非接触测量道轨在三维方向上的位移量。二测量原理液晶显示模块MSP430测量仪控制核心按键功能选择步进电机驱动模块通过步进电机控制激光发射器上下移动通过步进电机控制激光发射器左右摆动PT2272无线接收模块PT2262无线发射模块MSP430模拟道轨控制核心Opt101光电转换模块图1系统整体框图系统整体框图如图1所示:测量仪通过两个步进电机分别控制十字激光束上下左右摆动,寻找模拟道轨上的传感器(Opt101),模拟道轨通过采传感器(Opt101)上的电压信号,将对准信号通过PT2262发回测量仪,测量仪通过PT2272接收对准信号,通过数步进电机脉冲判断道轨在三维方向的位移,并将位移数据显示在液晶屏上。标注②几个按键?起什么作用?,内部CPU采用当前流行的精简指令集(RISC)结构,运算速度快。并且结合TI的高性能模拟技术,再加上其工作稳定的系统和方便高效的开发环境,因此①我们选择MSP430系列单片机作为控制模块。其最小系统原理图如图2所示:图2MSP430F168最小系统原理图(②)、半步、整步几种工作模式之间切换相当容易,并且在速度较高时,在整步或半步工作模式下,步进电机运行稳定,振动小、噪声也小。同时使用TA8435控制步进电机具有价格低、控制简单、工作可靠等特点①。其电路图如图3所示:②MPS430的那么多脚,只写出引脚序号和内部管脚名称,这是器件厂设计资料,网上读者可以查到,读者想知道引脚接到那里,如LCD什么脚,图中没有。此图分辨率不能达到制版级,不利于排版,请提供高分辨率或原图文件。,358的5678侧,第5脚0偏置,不能线性小信号放大②传感器接哪里?D1,d1等标号接哪里?Q5型号?图5PT2262无线发射模块电路原理图PT2272PT2272图4PT2272无线接收模块电路原理图PT2262和PT2272是CMOS工艺制造,低功耗,外部元器件少,工作电压范围宽,地址编码多,①价格便宜我们选择PT2262和PT2272模块(PT2272到底是集成电路还是模块?)。并且在这里只是要求无线传输距离在2m之内,没有必要选用现在比较流行的射频无线传输。因此选择PT2262和PT2272作为无线传输模块(是买一片PT2272电路还是买IC自己焊接成模块?如果买现成的模块,就不必介绍内部图,倒要求画出外部图如如何接传感器,这里没有!!!标注②接几路传感器?如何编码?解码?)。PT2272无线接收模块电路原理图如图4所示,PT2262无线发射模块电路原理图如图5所示。~800nm之间,而Opt101(内部应用原理图如图6所示)正好对这一范围的光敏感性最强,抗外界干扰能力强。并且对每一
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