 |
|
ДИПЛОМНА РАБОТА
На тема:
Технически цифров вибратор
2008 г.
Съдържание:
1. Методи за измерване на вибрации
2. Видове виброизмервателни датчици
4. Основни характеристики на сигнала
5. Конструкция и принцип на действие на пиезоелектрическите датчици
7. Конструкция на пиезоелектрическия елемент
8. Поведение на датчиците при външни въздействия
10. Закрепване на датчика към измервания обект
IV. ОПИСАНИЕ НА ПРИЕТОТО РЕШЕНИЕ
1. Блокове на цифров измервател на вибрации
3. Електрическо оразмеряване и избор на елементите на три стъпалния променливотоков усилвател
5. Електрическо оразмеряване и избор на елементите на стъпало блок компаратори
6. Избор и изчисляване на захранващите стабилизатори +15V / 3A
7. Избор и изчисляване на захранващите стабилизатори +15V / 0,1A и -15V / 0,1A
8. Електрическо оразмеряване и избор на елементите на токоизправителните схеми
9. Електрическо и конструктивно оразмеряване на захранващия мрежов трансформатор TV501
I. АНОТАЦИЯ
Разработеният цифров измервател на вибрации се проектира на базата на преобразувател на колебания, който преобразува механичното колебание в електрическа величина и измервателен прибор, който съдържа всички останали функционални блокове.
В качество на преобразувател е използван пиезоелектрически датчик, който притежава специална защита срещу нискочестотни смущаващи влияния. Той подава напрежение, пропорционално на ускорението. Датчикът е свързан с измервателния прибор чрез кабел с дължина 1,5 m.
Цифровият виброметър дава възможност за отчитане на параметрите на вибрациите – скорост и ускорение. Получените стойности се показват чрез реализираните две цифрови индикации, което дава възможност за тяхното едновременно отчитане и комплексна оценка.
Така проектираният цифров измервател на вибрации дава възможност за по-голяма универсалност при работа с него.
…………………………….
II. УВОД
Днес съвременното електронно приборостроене се намира на изключително високо равнище на развитие. От една страна прецизната електронна схемотехника позволява да се разшири значително обхватът на измерваните величини и точността на обработване на аналогови сигнали. От друга страна микропроцесорната техника и микрокомпютърните системи дават възможност за пълна автоматизация на измервателния процес. Този сложен процес започва от първичната обработка на информация, от пряко измерваните величини и допълнителните операции за получаване на вторични продукти, за да се стигне до статистическа обработка.
При съвременните технологии е необходим непрекъснат контрол на много параметри от технологичния процес и контрол на състоянието на оборудването. Един от важните параметри се явява механическото движение и в частност периодическото преместване на изследвания обект в пространството (вибрации). Тези параметри са амплитуда, скорост, ускорение и честота на вибрации.
Този контрол е необходим в много различни области:
- в полупроводниковата електроника (за контрол на вибрациите при растежа на кристала);
- в микроелектрониката (за контрол на вибрациите при фотолитографски прибори);
- в машиностроенето (при вибрациите на машините);
- в автомобилната промишленост (контрол на вибрациите в отделните части на автомобила и в самия автомобил като цяло);
- в енергетиката (контрол на вибрациите в лопатките на газовите турбини);
- в авиостроенето;
- в железопътния транспорти и т.н.
Цифровата техника все повече навлиза в измервателните уреди и тя дава широки възможности при нейното приложение в компютърната техника. С нейна помощ се осъществява регистриране на данните, тяхната обработка, систематизиране и съхранение.
………………………….
Съществуват две групи методи за измерване на вибрации: контактни, т.е. има механическо свързване на датчика с изследвания обект, и безконтактни – при които обектът не е свързан механически с датчика.
При контактните методи най-просто решение е регистрирането на вибрации с помощта на пиезоелектрически датчици. Те позволяват да се осъществи измерване с висока точност в диапазона на ниските честоти при относително голяма амплитудна вибрация, но поради високата инерционност е невъзможно измерването при високи честоти и малка амплитуда. Поради това, ако масата на изследвания обект, а следователно и неговата инерционност, не е голяма, то такъв датчик може съществено да влияе на характера на вибрацията, като внася и допълнителна грешка при измерването.
Този недостатък се отстранява чрез използването на СВЧ резонатор, чиито параметри се изменят в следствие на вибрацията на изследвания обект. Резонаторът има две огледала, едно от които е фиксирано, а другото е механически свързано с изследвания обект. Регистрирането на преместванията при малки амплитуди на вибрации се осъществява чрез измерване на изменението на входната мощност. За този метод на измерване е необходима постоянна мощност и висока стабилност на честотата на възбуждане.
……………………………….
При това съпротивлението Rе е необходимо да бъде значително по-малко от съпротивлението на изолацията на датчика. В усилвателите на заряд долната гранична честота е почти независима от вътрешния импеданс на датчика.
В качество на анализатор се използват интегратори, филтри, индикатори за ниво, аналогово-цифрови преобразуватели и други.
В качество на запомнящи устройства (на вида на измерваната величина) може да се използват стрелкови прибори, самописци, магнетофонни ленти, сигнализатори за пределни стойности, осцилографи, цифрови устройства и други.
Трябва да се обърне внимание на това, че отделните прибори от измервателната верига трябва да са съгласувани относно нивото на сигнала и честотния диапазон.
………………………………..
Тъй като изходните напрежения на компараторните стъпала DA202A и DA202B имат размах на транслация към изходните нива на компараторите ±15V, за предпазване и транслация на нивата са използвани параметрични стабилизатори, ценерови диоди VZ204 и VZ205, и ограничителни резистори R220 и R221.
За фиксация на нивото на входното базово импулсно напрежение са използвани фиксиращите ценерови диоди PL3V3 с параметри указани по-горе.
За осъществяване на фиксацията на управляващото базово напрежение е необходимо да не се превишава допустимият изходен ток на интегралните схеми DA202A и DA202B. За целта са избрани базовите резистори R220 и R221.
R220 = R221 =8,2КΩ тип РПМ 2 0,25W 5% гарантиращи минималния ток на стабилизация през VZ204 и VZ205 и минимален коефициент на усилване на ключовите транзистори VT201 и VT202 при минимално допустимо ниво на напрежението съответстващо на логическа единица на изхода на интегралните схеми DA202A и DA202B.
…………………………………..
Използвана литература
1. Гершуински, Б. С., Справочник по расчету электроных схем, Киев, 1983.
2. Златанов В. и др., Ръководство за курсово проектиране по електронни аналогови схеми и устройства, София, Техника, 1993.
3. Клюева В. В., Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник. Москва, Машиностроение, 1971.
4. Мечков К., Прагов индикатор на механични трептения, ”Радио, телевизия, електроника” №12, 1985, стр. 21-22.
5. МНЗ – Условия за безопасна работа, София, 1986.
6. Пейтон А. Дж., В. Волш, Аналоговая электроника на операционных усилителях, Москва, Бином, 1994.
7. Рачев Д., Справочник на радиолюбителя, София, Техника, 1990.
8. Стефанов Н., Ръководство за проектиране на токозахранващи устройства, София, Техника, 1985.
9. TESLA. Полупроводникови приборы. 1986-1987.
10. Уильямся, Л., Применение интегральных схем – том 1, Москва, Мир, 1987.
11. Уильямся, Л., Применение интегральных схем – том 2, Москва, Мир, 1987.
12. Analog Devices. Integrated circuits – data book, volume 1, 1982.
13. Burr-Brown., Integrated circuits – data book supplement volume 33b. USA, 1989.
14. Burr-Brown., Integrated circuits – data book volume 33b. USA, 1990.
15. Precision monolithics – full line cataloque.
16. Precision monolithics – linear & conversion., 1977-1978
17. Texas instruments., The optoelectronics data book for design engineers.
Темата е изготвена 2008 г.
Темата съдържа множество технически схеми, формули, изчисления, таблици с данни.
Ключови думи:
методи за измерване на вибрации, виброизмервателни датчици, пиезоелектрически датчик, калибровка, информационно измервателен аналогов блок, електрическо оразмеряване, тристъпален променливотоков усилвател, измервателен преобразувател, компаратор, съпротивление, захранващи стабилизатори, тактов генератор, захранващ мрежов трансформатор
]]>
