本实用新型涉及移微小模拟信号数字调节控制系统，尤其涉及到一种位移信号数字调节器。
背景技术：
计算机控制电液伺服多点协调加载试验系统，用于对锚具、金属制品、金属小型构件、交通工具、建筑材料构件、砼制品构件、建筑小模型、桥墩减震橡胶垫、梁等进行单点静态压缩试验、单点动态压缩试验、单点低频疲劳试验、单点低周循环疲劳试验；简支梁三点弯曲动静试验、组合梁三点弯曲动静试验、多点协调加载试验、结构力学试验、交通工具造簸试验、其他需要多点协调可控的试验，试验过程可以根据用户要求编制。随着结构试验技术的发展,对实验的复杂度和加载精度、迭代周期都提出更高要求,这就需要设计更高速运算速度且灵活的硬件控制系统。
电液伺服协调加载控制系统采用模块化结构，其中的位移数字调节器模块完成各种试验对象的位移变化信号的采集、调理、转换，并提供根据控制算法的伺服阀驱动电压和电流。位移数字调节器必须具有足够的精度、信号噪声抑制比、不同加载试验的适应性。
技术实现要素：
针对现有技术的上述缺陷和问题，本实用新型所要解决的技术问题是针对加载试验对象的位移细微变化，通过传感器感知微小模拟信号过程中，如何有效克服低电平测量的噪声干扰，减小相移和时延，提高电液伺服加载系统的控制精度。为满足外部对信号后置处理的需求，提供调理模拟信号和数字信号输出接口。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
位移信号数字调节器，包括依次连接的位移传感器、前置放大器、信号调节器、数字逻辑控制器、滤波器、数字调节器、数字电位器、颤振发生器、伺服驱动器、限幅比较器、A/D、D/A、激励电源。位移传感器的差分信号经过前置放大器，进入信号调节器调零、滤波和增益控制，A/D转换成串行数据，送到数字逻辑控制器；数字电位器控制颤振发生器的信号幅度，数字逻辑控制器给出伺服信号，在伺服驱动器中，信号经过合成和功率放大；数字电位器给出模拟信号的上下限，模拟信号经限幅比较器，产生硬件中断信号，直接送到上位机，进行中断处理，D/A把经过算法处理的位移信号转换成模拟信号，滤波器输出的低噪声模拟信号，信号隔离把这两路模拟信号送至输出接口，对外提供模拟信号；数字逻辑控制器负责总线接口及板内各部分的时序、数据传输及处理，电源用来产生板内各部分工作所需的不同电压和基准电压，激励电源产生稳定的传感器工作电源。
上述技术方案中，所述前置放大器采用高精度INA128对传感器差分信号进行一次变换，信号调节器利用12bi tDAC构成动态可编程放大器，对载荷模拟信号进行零位偏置和增益控制，针对不同实验对象，调节多级滤波器的参数，降低不同频段噪声，经过调理，复现实际的模拟信号。
本实用新型提供的位移信号数字调节器系统，有效克服了低电平测量的噪声干扰，减小相移和时延，提高了电液伺服加载系统的控制精度，为满足外部对信号后置处理的需求，提供了调理模拟信号和数字信号输出接口。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，作为实施例所示的位移信号数字调节器，包括依次连接的位移传感器、前置放大器、信号调节器、数字逻辑控制器、滤波器、数字调节器、数字电位器、颤振发生器、伺服驱动器、限幅比较器、A/D、D/A、激励电源。位移传感器的差分信号经过前置放大器，进入信号调节器调零、滤波和增益控制，A/D转换成串行数据，送到数字逻辑控制器；数字电位器控制颤振发生器的信号幅度，数字逻辑控制器给出伺服信号，在伺服驱动器中，信号经过合成和功率放大；数字电位器给出模拟信号的上下限，模拟信号经限幅比较器，产生硬件中断信号，直接送到上位机，进行中断处理，D/A把经过算法处理的位移信号转换成模拟信号，滤波器输出的低噪声模拟信号，信号隔离把这两路模拟信号送至输出接口，对外提供模拟信号。数字逻辑控制器负责总线接口及板内各部分的时序、数据传输及处理，电源用来产生板内各部分工作所需的不同电压和基准电压，激励电源产生稳定的传感器工作电源。
本实施方式中前置放大器采用高精度INA128对传感器差分信号进行一次变换，信号调节器利用12bitDAC构成动态可编程放大器，对载荷模拟信号进行零位偏置和增益控制，针对不同实验对象，调节多级滤波器的参数，降低不同频段噪声，经过调理，复现实际的模拟信号，在进入数采前，经过二次信号变换，通过A/D转换成数字信号。在整个信号变换过程中，通过检测调理前后的信号，监测调理过程，动态调节过程参数，得到高信号噪声抑制比和稳健的信号变换，有效精度可达18bit。数字调节器中，设计了板载数字电源，为传感器提供稳定电源，保证传感器的稳定工作和工作精度，并可适应不同电源要求的传感器。通过数字电位器设定信号上下限，利用比较器对位移信号超限检测，直接产生硬件中断信号，相比软件超限检测，硬件的响应时间更短，直接送到上位机做中断处理。调节器中，通过多路转换器还对A/D、系统电源、传感器激励电源、基准电源、原态模拟信号进行转换，监测电源的变化，动态调节电压和判断电源故障，保证系统的工作稳定和可靠。主控芯片采用XILINX 95XX系列CPLD，实现背板总线接口逻辑转换，完成数字调节器内各部分的逻辑控制、数据转换和传输。
与现有技术相比，有益效果为：采用低电平测量技术，提高控制精度，信号处理过程时延减小，提高了电液伺服加载系统的动态响应速度和伺服迭代频率，板上集成了信号数采、调理、幅值硬件中断处理、激励电源、颤振发生器、双路功率伺服驱动器，使系统构成简化，较以往具有更高的可靠性。考虑了不同位移传感器的适应性，可适合各种电液伺服试验的需要。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。