基于FPGA的高速压电板形仪信号采集与处理系统设计

刘 丰，杜凤山，肖海荣

(1.燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛 066004;2.河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北秦皇岛 066004;3.燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛 066004)

0 引言

在金属薄板带材的轧制过程中，实时检测被轧制板带的应力分布情况是非常重要的。如果薄板带在轧制生产线上的应力分布不均匀，轧制完成的带材会发生扭曲、起浪等现象，严重影响带材质量甚至于成为废品。

目前，国内薄板带轧制生产线上的板形检测设备均来自进口，国际上能提供板形仪的公司主要有瑞典ABB公司、德国BFI公司等［1－3］。进口的板形仪价格昂贵，维修维护成本很高，且很多情况下不适用国内自主生产的轧制生产线需求。具有自主知识产权的薄板带轧制质量检测板形仪是我国钢铁工业急需解决的关键技术。

在国内外的板形仪设计方案中，有少量型号是采用非接触测量方式，但是这种方式精度比较低，信号容易失真［4］。接触式板形仪检测信号是直接信号，板形检测精度高，信号保真性能好，仍然是主要的板形检测手段。在国内外广泛采用的接触式板形仪实现方案中，板形仪检测辊内多个应力传感器的输出信号多是经过机械滑环从转动部分引到非转动部分，然后在非转动部分用DSP采集板进行数据采样，最后再通过PC机根据采样的板形数据来实现轧制过程的精确控制［5－6］。机械滑环虽然结构简单，但是在高速旋转条件下会因为磨损等原因容易损坏，需要经常更换，影响生产效率的同时也提高了维护成本。……