Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Раздел IV – Составление схемы электрической датчиковой системы





Целью выполнения этого раздела проекта является составление структурной и принципиальной электрических схем включения разрабатываемого датчика.

В данном разделе следует проанализировать типовые электрические структуры изделий-аналогов, выявить минимально необходимое, но достаточное для успешной работы измерительной системы количество электронных блоков, составить структурную схему, а на ее основе разработать схему электрическую принципиальную.

При составлении схем следует обратить внимание на следующее:

– датчики, как правило, требуют стабилизации питающих напряжений и токов;

– применение автономных источников питания – аккумуляторов, батарей, что позволяет использовать датчики в полевых условиях, где отсутствует возможность использования напряжения стационарной сети;

– выходной сигнал с чувствительного элемента датчика имеет низкий уровень и требует применение значительного усиления, например инструментальных усилителей;

– согласование входных и выходных сопротивлений датчика с другими каскадами схемы;

– современные датчики имеют цифровой выходной сигнал, связь с ЭВМ, индикацию (светодиодную или жидкокристаллическую) выходной информации;

– изменение температуры окружающей и рабочей среды вносит самый значительный вклад в погрешность показаний датчика, что вынуждает применять средства термостабилизации или термокомпенсации;

– применение современных контроллеров значительно упрощает электрическую схему датчика;

– в схемах следует стремиться применять современную элементную базу, предпочтение отдавать поверхностно-монтируемым элементам и компонентам.

В качестве примера рассмотрим составление электрической датчиковой системы электромагнитного расходомера – рис.7.

 

Рисунок 7 – Структурная схема электромагнитного расходомера

Первичный преобразователь (датчик) представляет собой изготовленный из немагнитного материала участок трубы, расположенный между полюсами электромагнита, причем магнитное поле направлено перпендикулярно к потоку жидкости. Труба изнутри покрыта изоляционным материалом. Измеряемая жидкость при протекании по трубе пересекает силовые линии магнитного поля. При этом в жидкости, как в движущемся проводнике, индуцируется ЭДС, пропорциональная средней скорости потока, а, следовательно, и объемному расходу жидкости. Индуцируемая ЭДС снимается двумя электродами, введенными диаметрально в поперечном сечении трубопровода, усиливается и измеряется вторичным прибором.

Измерительный блок содержит модуль обработки и модуль индикации.

Модуль обработки обеспечивает:

· питание обмоток электромагнита;

· прием и обработку измерительного сигнала (ЭДС индукции), определение значения среднего объемного расхода;

· преобразование измеренного среднего объемного расхода в последовательность выходных импульсно-частотных сигналов;

· определение направления потока и выдачу сигнала направления потока в виде уровня логического сигнала;

· управление индикатором;

· накопление объема измеренных данных;

· диагностику работы прибора;

· хранение установочных данных, а также параметров накопления; время хранения данных при отсутствии питания – не менее года;

· защиту параметров накопления и установочных данных от несанкционированного доступа.

Модуль индикации обеспечивает работу индикатора.

Разрешающий импульс длительностью 50 мкс приходит на электромагнит в начале каждого цикла измерения с блока управления (рисунок 8). Все сигналы, необходимые для работы прибора, формирует однокристальный микроконтроллер DD1 (АТ89С2051).

Рисунок 8 – Схема электрическая принципиальная модуля обработки

На транзисторах VT1-VT4 выполнен стабилизатор на напряжение 9 В. Его характерные особенности - небольшой потребляемый ток - 25 мкА и малое падение напряжения на регулирующем транзисторе - менее 1 В. Транзистор VT5 отключает питание в режиме "SLEEP", что, снижает потребляемый ток.

Импульсный сигнал с измерительных электродов принимается в промежутке между посылками электромагнита и подается на вход модуля управления, где обрабатывается с помощью микроконтроллера АТ89С2051.

Схема модуля индикации показана на рис. 9. Он представляет собой 32-разрядный сдвиговый регистр на четырех микросхемах DD1-DD4 (К561ИР2) с эмиттерными повторителями на выходе. Резисторы R1-R30 задают ток 10 мА через светодиоды HL1-HL30. При таком токе индикатор хорошо виден в любую погоду.

Последние два разряда микросхемы DD4 не используются. Светодиоды HL1-HL26 образуют основную шкалу индикатора, а HL27-HL30 индицируют предел измерения, число индицируемых отражений и включение импульсного фильтра помех.

Рисунок 9 – Схема электрическая принципиальная модуля индикации

 

Перечень параметров, которые могут выводиться на индикатор расходомера, приведены в таблице 13.

 

Таблица 13 – Параметры, выводимые на экран расходомера

Обозначение Наименование параметра Ед. изм. Кол-во знаков индикации
Целая часть Дроб. часть
Q Средний объемный расход м3/ч л/мин до 7 до 7 до 6 до 5
V Суммарный объем (нарастающим итогом) м3 л до 4 до 7 -
V+ Объем прямого потока (нарастающим итогом) м3 л до 4 до 7 -
V- Объем обратного потока (нарастающим итогом) м3 л до 4 до 7 -
T Время наработки (нарастающим итогом) Час:мин Час до 5(час) до 6 2 (мин)

 

Значение расхода при обратном направлении потока, а также отрицательные значения суммарного объема и объема обратного потока индицируются со знаком минус. Суммарный объем определяется как сумма объемов, накопленных при прямом (положительном) и обратном (отрицательном) направлениях потока, с учетом знака направления потока. После переполнения счетчика накопления соответствующего объема индикация продолжается с нулевого значения.

Расходомер может оснащаться 7-сегментным 8-разрядным с десятичной точкой жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ), имеющим две строки (рисунок 10):

· строку буквенно-цифровой информации;

· строку индикации специального символа – маркера.

 

 

Рисунок 10 – ЖК индикатор

 

Маркеры в виде символа V указывают на обозначение индицируемого параметра, а также на обозначения единиц измерения расхода и объема (при их индикации). Обозначения параметров и единиц измерения нанесены на переднюю панель прибора под ЖКИ.

Период индикации – время индикации одного параметра может устанавливаться в пределах от 1 до 100 с. Наличие нештатной ситуации в режиме работы трубопровода или неисправности прибора будет индицироваться в виде символа Н, периодически появляющегося на соответствующем знакоместе ЖКИ.

Расходомер имеет два универсальных гальванически развязанных выхода. Выходы универсальны как по возможному режиму работы (частотный, импульсный или логический), так и по назначению.

Режим работы, назначение, а также параметры работы выходов задаются программно при выпуске из производства. При необходимости они могут быть изменены на объекте при вводе в эксплуатацию.

В импульсном и частотном режимах на универсальный выход поступает импульсная последовательность типа «меандр» со скважностью 2 и нормированным весом импульса. Предельная частота следования импульсов 2000 Гц. Константа преобразования выхода Кр, определяющая вес импульса, может устанавливаться в пределах от 0,0001 до 200 000 с минимальным дискретом 0,0001. В частотном режиме частота следования импульсной последовательности пропорциональна среднему объемному расходу, измеренному в течение предыдущих 80 мс. При работе в частотном режиме кроме значения Кр задаются также значения параметров:

· максимальная частота,

· аварийная частота;

· активный уровень.

Максимальная частота – частота, соответствующая максимальному расходу в данном трубопроводе. Превышение на выходе значения максимальной частоты диагностируется в расходомере как нештатная ситуация, т.е. заданное для данного выхода значение Кр некорректно.

Аварийная частота – частота следования импульсной последовательности (не более 2000 Гц), которая будет формироваться на выходе в случае, если измеренное значение расхода превышает значение Qмакс. Заданное значение аварийной частоты должно быть не меньше заданного значения максимальной частоты для данного выхода. Для отключения функции формирования на выходе аварийной частоты необходимо задать значение аварийной частоты, равное 0 Гц.

Активный уровень – это уровень сигнала (высокий или низкий), соответствующий наличию импульса.

Для обеспечения сопряжения с различными типами приемников питание оконечного каскада универсального выхода может осуществляться как от внутреннего источника питания - активный режим работы оконечного каскада, так и от внешнего источника - пассивный режим. Длина линии связи по универсальным выходам в импульсном и частотном режимах – до 300м.

Date: 2015-10-19; view: 594; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию