Антиплагиат Малышев (1230559), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Упомянутые напряжения или деформации воспринимаютсятензорезисторами, которыеприклеивают к чувствительному элементу под углом 450 к его продольной оси ивключают в схему моста Уитстона. Для передачи питающего напряжения и измерительного сигнала применяютконтактные кольца или передачу сигналов без использования контактных колец.[18]На рис. 1.14, 1.15 показана типовая конструкц иядатчика крутящего момента с контактными кольцами. На суженном участке вала, представляющего собойчувствительный элемент, видны тензорезисторы, расположенные под углом 450.[18]Известно соотношение . Поэ тому, зная J и параметры торсионного вала получим . Измеряя углы закручивания, мож ноопределить соответствующ ее значение Мк.При малых крутящих моментах для получения достаточной деформации диаметр вала должен быть очень малым.(Для обеспечения необходимой устойчивости в этих случаях применяют чувствительные элементы другой формы,например в виде клетки, стержни которой работают на изгиб).
Односторонне расположение подшипников снижаетпогрешности от трения. Для вентиляции иохлаждении служит вентилятор. Тензорезисторы соединены снеподвижным корпусом при помощи контактных колец и съёмных щёток. Необходимые для измерения мощностипараметры скорости и направления вращения могут быть также получены бесконтактным способом.Датчики крутящего момента с бесконтактной передачей сигналовнаиболее эффективны для непрерывногоконтроля, так как они работают практически без износа и без обслуживания.[18]Примером такого датчика является датчик момента, представленный на рис.
1.15. Он работает совместно с фотодатчикомДФ-1, в проёме которого размещ аются диски 3 и 4, образующ ие при увеличении момента увеличивающ иеся по ширинещ ели и, как следствие, формирующ ие при своём вращ ении в проёме неподвиж ного фотодатчика последовательностиувеличивающ ихся по длительности импульсов.На схеме обозначены: 1, 2 – полумуфты левая и правая; 3, 4 — левый и правый диски с выступами, 5 – упругие э лементы(пруж ины).
Этот датчик крутящ его момента содерж ит полумуфты 1 и 2, неподвиж но закреплённые на полумуфтах диски 3и 4 с радиальными прорезями, упругие э лементы 5 (в данном примере – пруж ины сж атия), размещ ённые меж ду выступамикулачками полумуфт. Диски 3 и 4 имеют возмож ность поворачиваться один относительно другого, и в исходном ихполож ении радиальные прорези одного диска перекрыты выступами другого, т.е. э ти диски не образуют радиальныхhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12731747&repNumb=19/2310.06.2015Антиплагиатщ елей. Полумуфты 1 и 2 располож ены в непосредственной близости одна от другой так, что закреплённые на полумуфтахдиски с радиальными прорезями могут быть размещ ены в проёме одного и того ж е фотодатчика (рис.7).
Здесь торсионныйвал упразднён и заменён упруго деформируемымиэ лементами, связывающ ими полумуфты в окруж ном направлении.Следовательно, рассматриваемый датчик фактически представляет собой упругую муфту, позволяющ ую помимо своейосновной функц ии вести измерение передаваемого момента.Бесконтактный датчик крутящ его момента работает следующ им образом. При вращ ении вала, на котором измеряетсямомент, вращ аются диски 3 и 4, размещ енные в проеме фотодатчика 8 или 9.
Если момент на валу отсутствует, то диски 3 и4 перекрывают световой пучок фотодатчика, и на выходе э того фотодатчика сигнал отсутствует. С появлением крутящ егомомента пруж ины 5 деформируются, полумуфты 1 и 2 поворачиваются на некоторый угол одна относительно другой,получают угловое смещ ение диски 3 и 4, в результате чего образуются радиальные щ ели, и при перемещ ении дисков впроеме фотодатчика последний генерирует импульсы, длительность которых пропорц иональна ширине радиальных щ елей,образованных дисками 3 и 4, a следовательно величине момента.
При увеличении момента на валу ширина радиальныхщ елей, образованных дисками 3 и 4, увеличивается, a потому увеличивается длительность генерируемых фотодатчикомимпульсов.Таким образом, углы относительного поворота полумуфт1 и 2, пропорц иональные крутящ ему моменту, преобразуются вэ лектрические сигналы датчика, которые регистрируются, и по их значениям определяются соответствующ ие величиныизмеряемых моментов [8].Статические датчики используют деформац ию вала и изменение его характеристик для расчёта крутящ его момента. Этоизмерение производится тензометрическими датчиками, установленными на валу и определяющ ими деформац ию вала,вызванную крутящ им моментом.
Сущ ествует несколько способов измерения скручивания вала.Датчик прикрепляется к валу таким образом, чтобы его ось совпадала с направлением растяж ения материала привоздействии крутящ его момента. В результате тензометрический датчик тож е растягивается, вызывая повышениесопротивления э лемента. В торсиометре используется тензометрический датчик, состоящ ий из четырёх резистивныхэ лементов, устанавливаемых на вал. Два э лемента устанавливаются по направлению растяж ения. Оставшиеся два – понаправлению сж атия [9].1.2 Рассматриваемые к использованию датчики крутящ его моментаВвести упоминание таблиц ыТаблиц а 1 – Характеристики рассмотренных к использованию датчиков крутящ его моментаХарактеристика/Модель Dacehall TCN [11] DacehallTRE [12] Sensor Systems FF410 [10] LoadCellsSensor Leitai LT-NJ 0300033[13] Номинальный диапазон (н.д.) 0.2-2000 Нм 20-5000 Нм 250 Нм-1000 Нм 500-25000 Нм Номинальный выходной сигнал (н.с.) 1 мВ/В ±1% 1.5 мВ/В 1.5 мВ/В 1.5 мВ/В Нелинейность (от н.с.) 0.3% (0.1 кГс-М: 0.5%) 0.3% 0.2% 0.1% Гистерезис (от н.с.) 0.3% (0.1 кГс-М : 0.5%) 0.3% 0.15% 0.2% Повторяемость (от н.с.)0.02% 0.3% 0.05% - Температурный[40]диапазон (компенсиров.) -10 ...
+60°С -10 ... +60°С 0 ... +70°С -15 ... + 45°С Температурный диапазон -20 ... +80°С -20 ...+80°С -30 ... +85°С -25 ... + 55°С Температурный коэ ффиц иент для выходного сигнала (от н.д./10°С) 0.1% 0.08% 0.01%0.02% Темп. дрейф баланса ноля (от н.с./10°С 0.1% 0.08% 0.2% - Входное сопротивление, Ом 350±1% 350 ± 5% 700350±1% Выходноесопротивление, Ом 350±1% 350 ± 3% 700 350±1% Сопротивление изоляции, мОм 2000 300 - - Рекомендованноепитание , В 10= 10= 5-15 2-12 Допустимая перегрузка (от н.д.) 120% 150% 150% 70% Кабель Ø5.5 мм, 4 жилы, 3мØ7, 4[40]ж илы, 3 м - Ø7, 4 ж илы, 5м Цена $5570 $7200 330000-110000 р. €3231-5883Таким образом, сравнив все показатели, и учтя требования к системе, для разработки был выбран датчик моделиLoadCellsSensor Leitai LT-NJ 0300033.1.3 Датчик полож ения сваиСогласно требованиям к программно-аппаратному комплексу, оператор бурения долж ен получать наглядную информац июне только о текущ ем значении крутящ его момента, но и о полож ении сваи.
Для получения данных о полож ении сваииспользуется инерц ионный модуль LSM9DS0 модели LGA-24 от компании STMicroelectronics, включающ ий в себя датчикитрёхмерного акселерометра, гироскопа и магнитометра.Особенности модуля:Скрытая навигац ияУдобный пользовательский интерфейсУлучшенная технология распознавания движ енияВозмож ность подключения различных устройств вводаLSM9DS0 – программно-аппаратный модуль, включающ ий в себя ц ифровой 3D датчик линейного ускорения, ц ифровой 3Dдатчик угловой скорости и ц ифровой 3D магнитный датчик. Диапазоны шкала акселерометра – ±2g/±4g/±6g/±8g/±16g,диапазоны шкалы магнитометра – ±2/±4/±8/±12 Гаусс, и диапазоны шкалы угловой скорости – ±245/±500/±2000dps.LSM9DS0 является модулем с очень низким э нергопотреблением, обладающ им такж е чрезвычайной стабильностьюнулевого уровня и высокой точностью показаний, которая сохраняется при изменениях температуры (от -40 °C до +85 °C) идлительной работе датчиков.
В микросхему, кроме чувствительных э лементов, встроен интерфейс I2C/SPI, через которыйудобно транслировать на подключаемые устройства получаемые данные (э тот интерфейс используется для подключения квнешнему микроконтроллеру). Чувствительные э лементы изготовлены с использованием спец иальной микромеханическойобработки, разработанной STMicroelectronics, чтобы выполнить инерц ионные сенсоры и актуаторы на кремниевыхпластинах.Система мож ет быть сконфигурирована таким образом, чтобы передавать разделённые данные на спец иально выделенныеhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12731747&repNumb=110/2310.06.2015Антиплагиатвыходы, и способна обнаруж ивать движ ение и магнитное поле. Такж е пользователь мож ет запрограммировать пороги исроки генераторов прерываний сигналов.
«Из коробки» доступна возмож ность перевода датчиков акселерометра,магнитометра и гироскопа в э нергосберегающ ий реж им, что позволит значительно увеличить время работы модуля вц елом [14].2 Реализац ияпрограммного комплекса2.1 Проектирование и разработка программного обеспеченияОбъектом исследования данной работы является программный комплекс, созданный для оптимизац ии монтаж а винтовыхсвай. И для реализац ии э того комплекса необходимо было разработать программное обеспечение (ПО), решающ еепоставленные задачи. Однако для того, чтобы получить работающ ий, расширяемый, легко сопровож даемый программныйпродукт, нуж но было подойти к его созданию максимально качественно, по всем правилам разработки ПО.При разработке ПО требуется применение стандартов, позволяющих реализовывать не просто один отдельно взятый проект, a создатьконвейер по разработке.
Как правило, под подобными стандартами понимают технологии, принятые индустрией ирынком, т.е. промышленные стандарты. В качестве стандарта на инструментарий описания моделей при разработкеПО на текущий момент широко используется унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language).Особо стоит отметить два факта:UML[9]является не методологией, a нотац иейописания моделей.UML является расширяемой концепцией описания моделей не только в области программирования, но ив областисистеного анализа, моделирования технических и экономических систем, a также их динамики.[9]Так как в проц есс разработки всего программно-аппаратного комплекса была вовлечена команда из несколькихразработчиков, то и за основу описания методов использования UML в данной работевыбран коллективный процесс разработки программного обеспечения TSP (Team Software Process).В качестве основных описаний процесса разработки используется модель унифицированного процесса разработкипрограммного обеспечения USDP (Unified Software Development Process).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
