【摘要】：隨著社會的發(fā)展進步,人們越來越強調(diào)時間的重要性,一個人守時與否被認為是其家教以及個人修養(yǎng)的體現(xiàn)。關(guān)于守時,不可避免的需要擁有一個精準的時間參考,然而再高端奢華的手表都存在走時誤差。以機械表為例,一臺能夠快速且精準地獲知機械表走時誤差,并給出修正建議的測量系統(tǒng)是極具實際意義的。論文在此背景之下,研制了便攜式機械表走時精度測量儀。系統(tǒng)通過對機械表振動聲信號進行聲電轉(zhuǎn)換、連續(xù)采集以及相應的時延估計解算,實現(xiàn)對機械表走時誤差的實時測量。論文首先結(jié)合機械表走時精度測量的發(fā)展現(xiàn)狀,對系統(tǒng)研制的原理及意義進行了闡述。隨后對系統(tǒng)方案的設計,硬件平臺的搭建,包括信號的接收轉(zhuǎn)換、調(diào)理放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、電源以及顯示平臺進行了說明。整個硬件平臺以TI公司的TMS320F28335為核心,將機械表機芯振動產(chǎn)生的聲信號經(jīng)加速度計轉(zhuǎn)換后送至增益放大電路,經(jīng)調(diào)理放大濾波后由24位采樣芯片AD7762進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并發(fā)送至DSP。DSP作為主控芯片負責數(shù)據(jù)的采集、預處理、外圍電路的控制以及對數(shù)字信號進行相應的時延估計運算,得到目標信號的時延估計值。通過信號源輸入確定的已知信號進行相同的算法運算,來判定系統(tǒng)算法的可靠性,完成算法可靠性判定后將解算結(jié)果顯示于液晶屏。系統(tǒng)通過將對機械表走時精度測量的結(jié)果與市面上最精確的Watch ExpertⅢ型校表儀的測量結(jié)果進行比對來完成自身測量精度的校準。系統(tǒng)采用單電源+5V供電,通過電源轉(zhuǎn)換模塊優(yōu)化系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu),滿足系統(tǒng)多電壓供電需求,實現(xiàn)便攜式、低功耗系統(tǒng)的設計。論文重點對系統(tǒng)硬件平臺、軟件算法的設計與實現(xiàn)以及系統(tǒng)整體測試進行論述。實測結(jié)果表明,本系統(tǒng)具有實時測量精度較高,工作模式配置簡單,能滿足對大部分機械表的走時精度測量的優(yōu)點,且功耗較低,便于攜帶。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH714.521
【圖文】：

圖 1.1 傳統(tǒng)校表儀功能框圖石英鐘表以石英晶體振蕩器產(chǎn)生的標準頻率信號（主流為 32.768kHz，部分為75kHz）作為驅(qū)動時基，該信號經(jīng)分頻后驅(qū)動電機，帶動指針轉(zhuǎn)動完成計時。所以匹配于石英鐘表的校表儀設計原理是基于取出石英鐘表的步進電機驅(qū)動信號，根據(jù)信號脈沖之間的寬度來測量石英鐘表的走時精度。石英鐘表相較于機械表有所不同，其工作原理是由晶振產(chǎn)生的信號作為驅(qū)動信號，走時精度比機械表要高很多。國際上規(guī)定石英鐘表的走時誤差應不超過 0.5s/d，即每秒的偏差不能超過65.787 10 s ，這就需要石英鐘表測量儀器的發(fā)射信號時間精度至少為71 10 s 。同時為了保證瞬時日差能達到±0.01s/d 的可調(diào)量，每秒分辨率需要達到71.16 10 s ，要求適用于石英鐘表的校表儀需要具備高精度的波形發(fā)生器和 A/D采集模塊[2]。隨著社會的進步，測量儀器逐漸向數(shù)字化，微電子化，多功能化發(fā)展。數(shù)字處理技術(shù)的應用使得測量儀器向著高精度、高可靠性、低功耗和多適用性方向轉(zhuǎn)變。同時相對于傳統(tǒng)模擬儀器的顯示方式，數(shù)字化儀器將測量結(jié)果顯示于液晶屏上，使得結(jié)果一目了然，消除了視覺誤差。

第 2 章 系統(tǒng)硬件平臺設計將對便攜式機械表走時精度測量儀的各功能模塊設計、芯片選型主要器件工作參數(shù)及其外圍電路進行分析，著重于對 A/D 采集電及 DSP 中心處理模塊進行介紹�？傮w結(jié)構(gòu)件平臺總體結(jié)構(gòu)設計的主要目的是實現(xiàn)對機械表走時精度的實時、高精度測量。用性，需要具備集成度高、便攜式、低功耗等特性。系統(tǒng)硬件平.1 所示。表音信號經(jīng)過加速度計轉(zhuǎn)換之后進入信號調(diào)理模塊，由調(diào)理信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。DSP 作為主控芯片將完成對外部 A/D 以及算法可靠性判定。最后，將解算結(jié)果通過 GPIO 口以數(shù)字、晶屏顯示模塊上。

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本文編號：2742246