Курсовая работа: Установка для испытания тензомодулей
Описание
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ:
“Установка для испытания тензомодулей”
ИТ6Э.00.00.000 ПЗ
Москва, 2003
Содержание
1. Проработка комплексной принципиальной схемы установки. 9
1.1.1. Блок давления ИТ6Э.01.00.000. 9
1.1.2. Пульт ИТ6Э.02.00.000. 9
1.1.3. Грузопоршневой дифференциальный манометр M4000/2DA.. 11
1.1.4. Блок подготовки воздуха ТСБД 31.16.000. 13
1.2. КПС системы энергообеспечения и управления. 14
1.2.1. Блок энергообеспечения и управления ИТ6Э.03.00.000. 14
1.2.1.1. Блок защиты ИТ6Э.03.01.000. 14
1.2.1.2. Плата вторичного электропитания ИТ6Э.03.02.000. 14
1.2.1.3. Плата усилителей и управления ИТ6Э.03.03.000. 15
1.2.1.4. Плата коммутации ИТ6Э.03.04.000. 15
1.2.2. Блок промышленного контроллера ИТ6Э.04.00.000. 16
1.2.2.1. Клавиатура KBD-6304. 18
1.2.2.2. Промышленный плоский монитор FPM-30. 18
1.2.2.3. 15-ти слотовое шасси IPC-615 для промышленного компьютера. 18
1.2.2.4. Источник питания PS-250-BPS типа AT. 19
1.2.2.5. Процессорная плата PCA-6135/L.. 19
1.2.2.6. Плата аналогового и дискретного ввода/вывода PCL-711S/711B.. 21
1.2.2.7. Плата цифрового ввода-вывода PCI-1730. 22
3. Схемотехническая реализация. 28
3.1. Измерение параметров чувствительного элемента датчика давления. 28
3.2. Плата усилителей и управления. 29
Список использованной литературы и источников. 34
Задание
на курсовой проект по системам автоматического управления оборудования электронных технологий.
Студент гр. МТ11-112 Ушков А.В. ________
(подпись)
Руководитель проекта Рябов В.Т. _________
(подпись)
Тема проекта: Установка для испытания тензомодулей
- Проработать описание работы машины, выбрать и обосновать состав его основных целевых функций, сервисных функций и функций коррекции цели. Разработать ТЗ на программное обеспечение.
- Разработать комплексную принципиальную схему, как совокупность системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.
- Описать целевой, механический, энергетический и информационный интерфейс компонентов машины. Выбрать стандартные компоненты и поставить технические задания на оригинальные. Уточнить КПС.
- Разработать принципиальную электрическую схему оригинального компонента машины.
Содержание графической части.
- Процессная модель машины..................................................1 л.
- Комплексная принципиальная схема....................................2 л.
- Принципиальная электрическая схема.................................1 л.
Содержание расчетно-пояснительной записки.
- Введение.
- Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций и функций коррекции цели. ТЗ на управляющую программу.
- Описание комплексной принципиальной схемы.
- Технические задания на оригинальные элементы и узлы машины.
- Выбор и обоснование стандартных компонентов машины: информационный поиск датчиков и исполнительных элементов, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов.
- Расчет и описание принципиальной электрической схемы.
- Заключение.
- Источники информации.
Реферат
Курсовой проект содержит 4 листа формата А1, выполненных в среде системы автоматического проектирования (САПР) Mechanical Desktop 6.0 фирмы Autodesk с использованием программного продукта MechaniCS, фирмы Consistent Software, а также расчётно-пояснительную записку в количестве 106 листов формата А4, выполненных в среде подготовки текстовой документации Word XP c использованием формульного процессора MathType 5.0.
Курсовой проект содержит следующие этапы:
- анализ исходных данных на проектирование;
- анализ объекта проектирования;
- проработка описания работы машины, выбор и обоснование состава её основных целевых функций, сервисных функций, функций коррекции цели;
- разработка комплексной принципиальной схемы, как совокупности системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками;
- описание механического, энергетического и информационного интерфейса компонентов машины;
- разработка технического задания и технического предложения на информационно-измерительную систему (ИИС) и основные элементы машины;
- разработка принципиальной электрической схемы элемента ИИС.
В результате проделанной работы были сформулированы технические задания на основные элементы ИИС установки, разработана комплексная принципиальная схема, электрические принципиальные схемы узлов установки, проанализированы схемотехнические решения отдельных узлов установки.
Введение
В условиях быстро развивающейся измерительной техники бала и остаётся проблема чувствительного элемента для первичного преобразователя. За прошедшие сто лет появилось всего несколько фундаментальных разработок в этой области, включая интегральные преобразователи давления. Классический вариант преобразователя представляет собой мембрану, которая, деформируясь, передаёт воздействие через шток (передающий элемент) на балку (упругий элемент). Историческое развитие механоэлектрических преобразователей давления происходило в несколько этапов, каждый из которых характеризовался увеличением степени интеграции физико-конструктивных элементов преобразователя. Широкое развитие методов локального контролируемого травления полупроводниковых материалов позволило создать преобразователь давления с полностью интегральным чувствительным элементом, представляющим собой тонкую кремниевую мембрану с изготовленными на ней диффузионными тензорезисторами. Дальнейшее развитие преобразователей давления идёт по пути объединения в одной интегральной схеме чувствительного элемента, усилителей, и подстроечных элементов, используемых для балансировки, градуировки и термокомпенсации преобразователя.
Установка для испытания тензомодулей ИТ6Э предназначена для исследования чувствительных элементов (тензомодулей) датчиков перепада (разности) давлений, широко применяемых в узлах учёта энергоресурсов (вода, газ, пар). В реальных условиях обе камеры датчика находятся под воздействием рабочего (статического) давления, в десятки и сотни раз превышающем измеряемую разность давлений. При этом под воздействием рабочего давления происходит изменение метрологических характеристик датчика. Изменение выходного значения сигнала датчика давления при статическом давлении может происходить как из-за механического перекашивания его смачиваемых частей (мембран), так и за счёт перераспределения напряжений в чувствительном элементе (рис. 1, а). Для исследования и выявления причин, вызывающих изменение сигнала чувствительного элемента, и предназначена данная установка. Испытания тензомодулей (рис. 1, б) проводятся также с целью проверки следующих параметров чувствительного элемента:
- работоспособности;
- прочности мембраны;
- прочности электростатического соединения (анодной посадки) кремниевой мембраны на стекло;
- работоспособности защиты чувствительного элемента от перегрузки с помощью упора, осуществляемого жёстким центром;
- наличия гистерезиса в показаниях.
Техническая характеристика чувствительного элемента датчика дифференциального давления приведена в таблице 1.
| |
а) | б) |
Рис 1. Чувствительный элемент и тензомодуль датчика перепада давлений |
Таблица 1. Техническая характеристика чувствительного элемента
Параметр | Размерность | Значение |
Диапазон измеряемых давлений | | 0…200 |
Диапазон рабочих давлений | | 0…10 |
Диапазон рабочих температур | | -60…+80 |
Напряжение питания | | 5 |
Выходной сигнал | | не менее 70 |
Нелинейность | | не более 0,2 |
Температурный гистерезис | | не более 0,1 |
Временная стабильность выходного сигнала | | не более 0,3 за 4 года |
Температурный дрейф чувствительности | | не более 0,02 |
Температурный дрейф нулевого сигнала | | не более 0,04 |
Изменение нулевого сигнала от воздействия двухстороннего давления | | не более 0,2 |
Марка стекла | - | Пирекс (ЛК-7) |
Размер кристалла | | 4x4, 6х6 |
Принципиальная схема и техническая характеристика установки приведены на рисунке 2 и в таблице 2 соответственно.
|
Рис 2. Принципиальная схема установки (механический интерфейс) |
Таблица 2. Техническая характеристика установки
Параметр | Размерность | Значение |
Диапазон рабочих (статических) давлений в рабочей камере | | 0…10 |
Точность установки статического давления в рабочей камере | | |
Наибольшее дифференциальное давление в рабочей камере | | 200 |
Точность воспроизведения дифференциального давления | | 20 (0,01) |
Диапазон температур в рабочей камере | | комнатная |
Количество одновременно исследуемых тензомодулей | | 16 |
Установка работает следующим образом. Тензомодули в количестве 16 штук размещаются в гнёздах рабочей камеры БД1. Камера рассчитана на предельное давление 10 МПа. Подача рабочего (статического) давления в камеру осуществляется от источника избыточного давления (пневмосеть, компрессор, баллон) через блок подготовки воздуха А4, систему вентилей ВН3, ВН4, ВН6 блока давления А2 и вентиль ВН7 грузопоршневого манометра дифференциального давления. Блок подготовки воздуха конструктивно выполнен в виде одного устройства и состоит из регулятора давления и воздушного фильтра. Для создания перепада давлений в установке использован грузопоршневой манометр дифференциального давления (блок А2), включающий в себя измерительный П1 и уравновешивающий П2 поршни. Сброс давления по окончании цикла испытаний осуществляется с помощью вентилей ВН1, ВН2 и ВН5.
Загрузка и выгрузка тензомодулей, подача и сброс рабочего давления в испытательную камеру, а также создание требуемой разности давлений производятся оператором вручную.
Установка снабжена информационно-измерительной системой (ИИС), предназначенной для автоматического получения информации с тензомодулей, её обработки и выдачи в виде совокупности чисел, диаграмм и т.п. ИИС построена на базе микроЭВМ.
Информационные линии ИИС имеют гальваническую развязку с управляющей ЭВМ и платой ввода – вывода (АЦП/ЦАП) типа PCL-711S/711B. Коммутаторы предназначены для выбора одного из нескольких контролируемых тензомодулей, а также для подключения входа усилителя к источнику эталонного напряжения для самодиагностики и настройки. Усилители с регулируемым шагом усиления предназначены для усиления входных сигналов по напряжению и приведения уровня сигнала в рамки диапазона измерения АЦП.
Электропитание установки осуществляется от промышленной электросети переменного тока 220 В, 50 Гц. Источником сжатого воздуха является баллон.
Характеристики курсовой работы
Список файлов
- Установка для испытания тензомодулей
- RPZ.doc 999,5 Kb
- Задание.doc 24,5 Kb
- ИТ6Э_САУ.dwg 821,95 Kb
- Прочти меня.txt 141 b
Начать зарабатывать