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电涡流传感器(Eddy Current Sensor,ECS)型氧弹检定装置是用于检测氧弹安全性能的装置,目前国内对此项装置研究较少,从国内主流的多家氧弹生产厂家反馈的情况得知:每年氧弹的使用客户由于没有对氧弹进行定期水压测试、螺纹松动度测试、氧弹气密性检测、氧弹形变量的检测,氧弹疲劳使用导致氧弹爆裂,损坏仪器,危害操作者人身安全。同时氧弹的检测目前很多仅仅检测了氧弹的外观、气密性、耐水压等性能参数,而像螺纹松动度测试与氧弹形变量测试等测量手段、测量时安全性等原因均没有进行检测。本文以螺纹松动度测试与氧弹形变量测试为研究背景,进行ECS型氧弹自动检定装置的设计与研究。研究与设计包括以下两个方面:第一个方面(1)研究了ECS的工作原理与参数,对ECS的位移特性进行分析,计算出灵敏度值与非线性误差值,通过分析与计算提出了影响ECS稳定性的参数。(2)为了减小几种参数的影响,本文展开对ECS稳性能的研究,提出并设计了一种应用于ECS型氧弹自动检定装置的交流电桥电路等效简化模型,并进行了深入的Matlab参数仿真,仿真验证了灵敏度与温漂系数的变化会影响电桥电路的稳定性,调整合适电路参数就能够提高电路的灵敏度与降低温漂参数,从而提高ECS稳定性。(3)进一步提高ECS电路的品质因数,提出在电桥电路中并联了耦合电容C0,并采用MATLAB对数据进行仿真,调整合适C0,从仿真结果中表明并联耦合电容C0明确的起到提高电桥电路的品质因数,从而较大程度提高了ECS的稳定性。第二个方面(1)以STM32F407ZGT6嵌入式CPU为平台的软、硬件设计,深入分析并实现了关键的信号处理模块,包括信号采集、滤波、品质因数、交流电桥线圈分离等,全面完成了ECS型氧弹自动检定装置的嵌入式软硬件设计。(2)其中采用multisim14.0与Protel 99 SE等软件对稳压电源电路、正弦波发生器模块、电平转换电路、步进电机驱动电路、ECS信号处理电路等硬件电路进行设计。软件电路对ECS信号处理进行设计,其中包括步进电机控制程序设计模块、信号采集模块、卡尔曼滤波算法、交流电桥信号分离与品质因数模块。(3)最后给出了完整实现的硬件实物图,并利用所设计实现的ECS型氧弹自动检定装置对氧弹螺纹松动度、形变量等关键安全参数进行了实测,验证了软硬件设计的有效性和稳定性。