Антиплагиат (1228654), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Такойдатчиксостоитизэлектрическойсхемыипостоянного магнитасвключёнными по мостовой схеме пластинами и источника постоянного напряжения представлено на 1.14.Интересующий предмет, который состоит из ферромагнитного материала, двигаясь в магнитном поле, изменяетегоконфигурациюприэтом,изменяясопротивлениепластин,мостоваясхемабудетрегистрироватьрассогласование, по величине которого будет известно положение предмета. Производитель РИФТЭК, СКБ ИС,ТЕКО [1].Рисунок 1.14 – Магниторезистивный датчики перемещения1.7 Датчики на основе эффекта Холла[3]Такой датчик имеют схожую конструкцию с магниторезистивным датчиком, но в основе работы примененэффект Хола – через проводник проходит ток, на который оказывает воздействие внешнее магнитное поле, врезультате чего в поперечном сечении проводника образуется разность потенциалов.
Способ подключениядатчика представлен на рисунке 1.15 Производитель СЕНСОР.Рисунок 1.15 – Схема подключения датчика на эффекте Холла1.8 Магнитострикционные датчики перемещенияКонструкциятакогодатчикасостоитизпротяжённогоканала(волновод),вдолькоторогосвободноперемещается постоянный кольцевой магнит. Внутри такого канала находиться проводник, при подачеэлектрических импульсов он способен создать магнитное поле вдоль своей длинны представлено на рисунке1.16.
Магнитное поле постоянного магнита складывается с полученным магнитным полем, а же результирующеемагнитное поле будет создавать момент вращения канала, которое содержит волновод (эффект Вайдемана). Поканалу в обе стороны со скоростью звука распространяются импульсы вращения. Определение дистанции допостоянного магнита, т.е. определить его расположение производиться при регистрации времени задержкимежду отправкой и приёмом электрического импульса. Волновод может достигать длинныдо нескольких метров, а положение магнитанескольких микрометров).определяется с очень высокой точностью(до[3]Одни из основных достоинств магнитострикционных датчиков это устойчивость к неблагоприятным условиям,низкаячувствительностьктемпературнымизменениям,отличнаяповторяемостьиразрешение.ПроизводительРИФТЭК, СКБ ИС, ТЕКО.Рисунок 1.16 – Магнитострикционный датчик перемещения1.9 Потенциометрические датчики перемещенияСтр.
7 из 1915.06.2016 15:23Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23546542&r...Потенциометрические датчики в [3]основе своей конструкции имеют электрический контур, с наличием в нём потенциометра представлено нарисунке 1.17. Изменение сопротивления потенциометра (переменного резистора) обусловлено линейнымперемещением предмета. Если через него пропустить постоянный ток, то величина сопротивления будетпропорциональна падению напряжения, а так жевеличине линейного перемещения заданного предмета [3].Рисунок 1.17 – Потенциометрический датчик перемещенияВ [3]силу своей низкой стоимости и простоты конструкции потенциометрические датчики, вместе с механическимидатчикамиперемещения,прецизионныхиполучилиуниверсальныхоченьчащеширокоевсегоприменение,используютхотяоптическиедлябесконтактныхдатчики.измерений,ПроизводительООО«Измерительные Системы».Способ подключения потенциометрического датчика в сеть представлен на рисунке 1.18.Рисунок 1.18 – Схема подключения потенциометрического датчика перемещения2 РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНО СТЕНДА ИСЛЕДОВАНИЕ ДАТЧИКА УГЛА ПОВОРОТАСтенд был разработал для научно–исследовательских целей и нацелен на повышение уровня знаний в сфереконструкции локомотива и датчиков движения.2.1 Общий вид лабораторного стендаУчебно-лабораторный стенд датчик угла поворота собой систему, состоящую из трёх основных модулей.Внешний вид стенда представлен на рисунке 2.1.Рисунок 2.1 – Учебно-лабораторный стенд исследование датчика угла поворота.Первый модуль представляет из себя устройство сбора данных NationalInstrumentsUSB 6008.
Присоединяется ккомпьютеру по средствам USB и содержит 2канала генерации аналоговых сигналов (АО), 8 каналов ввода аналоговых сигналов (AI), 12 каналовцифрового ввода/вывода и 32 [1]разрядный счетчик. Внешний вид устройства представлен на рисунке 2.2.Рисунок 2.2 – NI USB 6008.Для присоединения проводов к устройству используются съемные разъемы для блоков клемм. Блокипредназначены для винтовых креплений. С устройством необходимо работать в соответствии с требованиемстандарта MeasurementCategoryI, котораяпредназначена для измерения цепей, непосредственно непитания с опасным для жизнисоединённых с системами подачи[1]человека напряжением сети [9].На рисунке 2.3 представлены ключевые компоненты платы USB-6008.Рисунок 2.3 – Блок-схема устройстваТехнические характеристики устройства USB 6008 представлены втаблицах 2.1–2.7.Таблица 2.1 – [2]Аналоговый вводТип преобразования Последовательные приближенияКоличество аналоговых входов 8 в схеме с общим проводом, 4 в дифференциальной схеме,настраивается программноРазрешение usb-6008 12 бит в дифференциальной схеме, 11 бит в схеме с общим проводомОкончание таблицы 2.1Максимальная частота дискретизацииОдин канал usb-6008 10 кГцНесколько каналов 10 кГцОбъем FIFO буфера для операций аналогового ввода 512 байтВременное разрешение 41,67 нсПогрешность синхронизации 100 ррм частоты дискретизацииДиапазон входных напряженийВ схеме с общим проводом ±10 ВВ дифференциальной схеме[1] ±20 В, ±10 В, ±5 В, ±4 В, ±2,5 В, ±2 В, ±1,25 В, ±1 В[2]Рабочеенапряжение ±10 ВВходной импеданс 144 кОмЗащита от превышения напряжения До ±35 ВТип триггера Программный или внешний цифровойСтр.
8 из 1915.06.2016 15:23Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23546542&r...Собственные шумы USB-6008 1,47 [1] мВТаблица 2.2 – [2]Аналоговый выходТип преобразования Последовательные приближенияКол-во аналоговых выходов 2Разрешение 12 битМаксимальная частота регенерации 150 Гц, программная синхронизацияДиапазон выходных напряжений От 0 до ±5 ВВыходной импеданс 50 ОмМаксимальный ток выходного сигнала 5мАОкончание таблицы 2.2Напряжение после включения устройства 0 ВСкорость нарастания выходного напряжения 1 В/мксТок короткого замыкания выходной цепи 50 мААбсолютная погрешность (без нагрузки) 7 мВ типичное значение, 36,4 мВ максимальное значениево всем диапазонеТаблица 2.3 – Цифровой ввод/выводЦифровые линииР0.
<0…7> 8 линийРI. <0…3> 4 линииРежим работы Каждый канал индивидуально программируется на ввод или выводСхема управления выходным сигналом usb-6008 Открытый коллекторСовместимость TTL, LVTTL,CMOSМаксимальный диапазон напряжений От -0,5 до 5,8 В относительно GNDНагрузочный резистор 4,7 кОм для 5 ВСостояние при включении Ввод (высокий импеданс)[1]Таблица2.4 – [2]Напряжение для внешних цепей+5 В (200 мА мах) +5 В типичное значение, +4,85 ВМинимальное значение+2,5 В (1 мА мах) +2,5 В типичное значениеОкончание таблицы 2.4Погрешность опорного напряжения +2,5 В 0,25% махТемпературный дрейф опорного напряжения 50 ррм/ С [1] махТаблица 2.5 – [2]СчетчикКол-во счетчиков 1Разрешение 32 битаТипы измерений Подсчет фронтов (спадающий фронт)Нагрузочный резистор 4,7 кОм для 5ВМаксимальная частота входного сигнала 5 МГцМинимальная длительность высокого уровня импульса 100 нсМинимальная длительность низкого уровня импульса 100 нсВысокий уровень входного напряжения 2,0 ВНизкий уровень входного напряжения 0,8 В[1]Таблица2.6 – [2]Потребляемая мощностьUSBОт 4,10 до 5,25 В постоянного напряжения 80 мА типичный ток, 500 мА махUSB в режиме ожидания 300 мкА типичный ток, 500 мкА махТаблица 2.7 – ВесС соединительными панелями 84 гБез соединительных панелей 54 гДиаметр проводов для подключения к винтовым разъемам От 16 до 28 стандарта AWGУсилие при закручивании винтовых разъемов От 0,22 до 0,25 Н м[1]Второй модуль представляет собой ШИМ контроллер который преобразует управляющий сигнал с USB 6008 всигнал управления частотой вращения двигателя.
В качестве ШИП контроллера используется TL493. ПриборTL493 состоит из усилителя ошибки,компаратор регулировки «мертвого» времени, встроенный регулируемый генератор, триггеруправления, прецизионный ИОТ на 5 В и схему управления выходным каскадом. НезависимыеСтр. 9 из 1915.06.2016 15:23Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23546542&r...выходные формирователи на транзисторах обеспечивают возможность работы выходного каскада посхеме с общим эмиттером либо по схеме эмиттерного повторителя.Встроенный генератор пилообразного напряжения требует для установки частоты только двухвнешних компонентов RT и СТ. Частота генератора определяется по формуле[10]FOSC=1,1/ RT∙CT, (2.1)где RT – Сопротивление управляющего резистора, Ом;СТ– Емкость управляющего конденсатора, мкФ.В данном случае необходимо подобрать сопротивление резистора и ёмкость конденсатора, при помощи рисунка2.3 определяем значение ёмкости если известно что устройство будет работать на частоте 1,5 кГц и в наличииимеется стандартный резистор на 10 кОм [10].Рисунок 2.3 – Зависимость частоты генератора от сопротивления времязадающего резистораЕмкость конденсатора будет в пределах 1 мФ, рассчитаем значение по формулеСТ=1,1/ RT∙FOSC (2.2)Подставим численные значение в формулу (2.2) получимСТ=1,1/ 10000∙1500=0,07 мФДопускается синхронизация встроенного генератора при помощи подключения вывода RT к выходуопорного напряжения и подачи входного пилообразного напряжения на вывод СТ, чтоиспользоваться при синхронной работе нескольких схем ИВП.может[10]Ниже на рисунке 2.4 представлена схема блоков микросхемы TL494 с указанием времязадающего резистора иуправляющего конденсатора.Рисунок 2.4 – Схема функциональных блоков микросхемыПараметры режимов работы приведены в таблице 2.8Таблица 2.8 – Рекомендуемые значения параметров и режимовНапряжение питания, Vcc 7–40 ВВходное напряжение усилителя -0,3 ВВыходное напряжение коллектора 40 ВВыходной ток коллектора 200 мАТок через вывод обратной связи 0,3 мАЕмкость времязадающего конденсатора Ст 0,047–10000 нФСопротивление времязадающего резистора Rт 1,8–500 кОмЧастота генератора 1–300 кГц[10]Внешний вид печатной платы с микросхемой ШИМ управления TL494 представлен на рисунке 2.5.Рисунок 2.5 – Внешний вид платы.Принцип действия ШИМ исходит из названия, а именно в изменении ширины импульса сигнала.
Прииспользовании метода ШИМ амплитуда и частота сигнала остаются постоянными. Основным параметром сигналаШИМ является коэффициент заполнения, который определяется по формуле 2.3kw= TON/ Т, (2.3)гдеTON – время высокого уровня;Т – период сигнала.Так же необходимо отметить, что сумма времени высокого и низкого сигнала определяет период сигнала поформуле 2.4Т=TON+ТOFF, (2.4)где ТOFF– время низкого уровня.Время высокого уровня и время низкого уровня сигнала показано на рисунке 2.6. Напряжение U1 – состояниевысокого уровня сигнала.Рисунок 2.6– График времени уровня сигналаТретий модуль состоит из двигателя ДВ-75УХЛЗ и Датчика угла поворота ДПС-У-05.
Электродвигательколлекторный предназначен для использования в электроколориферах, в кабинах электровозов серии ВЛ.Внешний вид двигателя и датчика представлены на рисунке 2.7.Рисунок 2.7 – Внешний вид двигателя.Технические характеристики двигателя представлены в таблице 2.8Таблица 2.8 ¬¬– Технические характеристики электродвигателя постоянного тока ДВ-75 УХЛЗНапряжение питания 75 В (доп. 50 В)Направление вращения правоеНоминальная мощность 40 ВтНоминальная частота вращения 3000 (2100 при 50 В)Потребляемый ток не более 1,25 АСтр. 10 из 1915.06.2016 15:23Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23546542&r...Масса 2 кгВнешний вид ДПС-У и его крепление на локомотиве представлены на рисунка 2.8–2.10Рисунок 2.8 – Внешний вид датчика угла поворота(без крышки)Рисунок 2.9 – Внешний вид датчика угла поворотаРисунок 2.10– Размещение ДПС-У на Электровозе ВЛ 80 С: а – вид на буксе, б – вид в разбореОсновные технические характеристики датчика пути и скорости ДПС-У-05 представлены втаблице 2.9.Таблица 2.9 – Основные технические характеристики [21]датчика ДПС-У-05Количество каналов 2Интервал между фронтами импульсов разных каналов, гр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
