Датчик сигнализатора давления масла ДСДМ 8 страница

Анализ показал, что наиболее перспективной конструкцией датчика для измерения расхода топлива является прибор с плоской пружиной. Эта пружина легко изготавливается, надежна в эксплуатации, обладает малыми габаритами. Достоинства: простота устройства и надежность в работе при высоких температурах и веществ с агрессивными свойствами, малая инерци­онность, отсутствие сухого трения, неподверженность к вибрации автомоби­ля. Датчик прост и компактен, приведенная погрешность не превышает ±1 %.

Для дальнейшей обработки сигнала непосредственно с деформируемо­го элемента на лопасти размешаются тензорезисторы. Корпуса тензорезисто­ров надежно изолированы.

На основе предлагаемой конструкции расходомера возможно изготов­ление сигнализатора, который в случае повреждения топливных магистралей выдает сигнал для перекрытия трубопровода клапаном.

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КЛАССА PCNC И ИХ ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЗАДАЧАМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ

В настоящее время активно развиваются системы многофункциональ­ные модульные системы управления на базе мощных ЭВМ, которые относят­ся к классу PCNC-систем. Эти системы обладают мощными вычислительны­ми ресурсами и аппаратными возможностями, а также обеспечиваются спе­циализированными средами разработки. Эти системы являются самыми под­ходящими для построения на их базе средств активного и пассивного кон­троля и измерений, которые легко встраиваются в технологические процес­сы. Крайне важно то, что эти системы позволяют не только получать инфор­мацию с измерительных датчиков, но и хранить и обрабатывать ее.

В качестве языка программирования стандартом де-факто стал язык G (Джей), который обеспечен средами разработки от ведущих мировых произ­водителей, а также является самым подходящим языком для инженерного программирования автоматизированных измерительных систем. На языке G система PCNC программируется как единое целое, т.е. имеются развитые средства параллелизма. При этом операционной системой может являться любая из поддерживаемых производителями аппаратной платформы и про-граммного комплекса среды разработки, в том числе и ОС семейства Win­dows, Linux и Mac OS.

В среде программирования G имеются обширные библиотеки функций для ввода/вывода, обработки, анализа и визуализации сигналов, контроля и управления технологическими объектами, статистического анализа и ком­плексных вычислений.

В качестве аппаратных устройств сопряжения ЭВМ с источниками сигналов (аналоговыми измерительными датчиками) используются специализированные модули, большинство из которых построены на базе цифровых сигнальных процессоров (ЦСП, DSP - Digital Signal Processor). Мировым ли­дером в области разработки и производства DSP является компания Analog Device Inc. Модули на основе DSP позволяют перенести часть обработки сигнала на борт модуля, что очень удобно при решении задач с обратной свя­зью (DSP управляет работой модуля и пересылкой данных на ЭВМ).

Была применена PCNC-система для автоматизации лазерной измерительной системы, в которой в качестве модуля сопряжения был при­менен универсальный высокоточный модуль на базе ЦСП ADSP-2185M. На­писанная на G программа представляет собой измерительную систему и предназначена для считывания сигналов с лазерного позиционно-чувствительного датчика через АЦП-канал модуля.

Структурная схема G-программы для одного измерительного канала показана на рисунке 119. С помощью подчиненного виртуального инструмента DEV_REG_UNl_ALLOC выделяем память для структуры DEV_REG_UNI, дескриптора модуля, в котором будет содержаться служеб­ная информация после вызова функции OpenLDeviceO, которая и заполняет дескриптор такими параметрами, как номер прерывания, тип ЦСП, базовый диапазон ввода вывода и т.п. SLOT_PARAM_ALLOC выделяет память для структуры, в которой содержится информация о драйвере модуля. С помо­щью подинструментов DEV_REG_UNI_PARAM_access и SLOT_PARAM_access выводим часть полученной информации на главный виртуальный инструмент. Функцией LoadBiosl450 загружается БИОС в DSP модуля. Функция PlataTest_1450 тестирует модуль на работоспособность. Подинструмент PI.ATA_DESCR_1450_ALLOC выделяет память для струк­туры PLATA_DESCR_1450. В структуру PLATA_DESCR_1450 загружаем калибровочные коэффициенты, которые записываются во флэш-память на заводе-производителе с помощью функции readPlataDescr_l4500- Функцией FillADCParameters_1450 инициализируем АЦП и заполняем структуру adcPar необходимыми параметрами для сбора данных, такими, как параметры син­хронизации, кол-во и номера каналов, по которым будут собираться данные и размер буфера модуля. В функции RequestBufFer выделяем под буфер обмена 100000 байт. Вызов этой функции настраивает модуль на заданные парамет­ры ввода данных, устанавливает размера буфера, задает интервал генерации прерываний,передает приложению адреса буфера в оперативной памяти и переменной синхронизации.

Рис.119 Структурная схема G-программы для одного измерительного канала

Далее главный цикл программы. Функция InitStartOevice инициализи­рует переменные перед началом сбора, а функция StarU.Device запускает сбор данных в буфер на модуле. Функция GetSyncData отслеживает заполне­ние буфера ло определенного размера, после чего функция StopLDevice пре­кращает забор данных. После завершения сбора данных данные забираются из буфера функцией GctDauFromBuiTer помещаются в созданный (наш) буфер, откуда затем выводятся на экран. Цикл продолжает работу до тех пор, пока не будет нажата кнопка стоп, после чего функция Close!.Device закры­вает драйвер.

Описанная система автоматизации измерений была применена для экс­периментального исследования лазерной измерительной системы с двумя оп­тически обращенными каналами и показала высокую точность и удобство использования.

ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ

От пара­метров вибраций в значительной степени зависит точность реализации тех­нологических процессов. Существует много способов для измерения параметров вибраций. Сре­ди них перспективными являются с (опорные) лазерные измерительные системы.Осесимметричные лазерные системы в их аппаратной реализации просты и надежны, но они не получили широкого применения прежде всего из-за от­носительно низкой стабильно­сти измерения, обусловленной нестабильно­стью диаграммы направленности лазерных источников излучения. Применение лазерных измерительных систем с двумя оптически обра­щенными каналами (ЛИС ДОК) устраняют этот недостаток, повышая точ­ность измерения в десятки раз.Классификация лазерных измерительных систем с двумя оптически обращенными каналами для контроля и управления параметров вибраций (лазерные виброметры с двумя оптически обращенными каналами –ЛВ ДОК), приведена на рис. 120.В соответствии с классификацией, ЛВ ДОК делятся на две большиегруппы:- ЛВ ДОК для измерения линейных вибраций,- ЛВ ДОК для измерения угловых вибраций. В свою очередь каждая из этих больших групп делится на две большие подгруппы:- ЛВ ДОК с одним позиционно-чувствительным фотоприемником,- ЛВ ДОК с двумя позиционно-чувствительными фотоприемниками. Далее каждая из этих подгрупп разделяется на три подгруппы, одна из которых строится с отражателем, другая - без отражателя, а в третьей ис­пользуется отражение лазерного излучения непосредственно от поверхности контролируемого объекта.

Рис.120 Классификация лазерных измерительных систем

Таким образом в квалификационной таблице можно выделить следую­щие четыре подгруппы ЛВ ДОК: ЛВ ДОК с одним ПЧФ без отражателя, ЛВ ДОК с одним ПЧФ с отражателем, ЛВ ДОК с двумя ПЧФ без отражателя, ЛВ ДОК с двумя ПЧФ с отражателем.Разработана лазерная измерительная система, которая обеспечивает повышение точности измерения амплитуды, частоты, фазы и формы колебания деталей и технологиче­ских конструкций автоматизированного производства за счет стабилизации диаграммы направленности лазера.

Структурная схема изображена на рисунке121, где:1 - лазерный источ­ник излучения (газовый или полупроводниковый), 2 - оптический отража­тель, 3 - позиционно-чувствительный фотоприемник, 4 - усилитель мощно­сти электрического сигнала, 5 - шинный усилитель, 6 - ЭВМ, 7 - осцилло­граф (самописец), 8 - объект измерения.

Рис.121 лазерная измерительная система

ИНТЕРФЕЙСНЫЙ БЛОК СВЯЗИ ЛАЗЕРНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ЭВМ НА ОСНОВЕ МИКРОПРОЦЕССОРА PIC16F87

Интерфейсный блок связи автоматизированных лазерных измеритель­ных систем с двумя оптически обращенными каналами (ЛИС ДОК) с ЭВМ можно сконструировать на основе микропроцессора типа PIC16F876 производ­ства фирмы «Микрочип» (США). Данный процессор является автономной сис­темой, состоящей из блоков ОЗУ, ЭСПЗУ, аналого-цифрового преобразователя, асинхронно-последовательного приемопередатчика, синхронно-последовательного приемопередатчика, узла компараторного преобразования, 20-ти портов ввода-вывода. Процессоры семейства PIC нашли широкое приме­нение в преобразовательных устройствах, блоках и модулях сопряжения, авто­номных микроконтроллерных системах, а также для управления интерфейсами приема-передачи информации. По сравнению с другими аналогичными процессорами, например, процессорами фирмы «АопеЬ», процессоры Р/С имеют меньшую цену, более просты в программировании, обеспечены широким набо­ром средств отладки и русскоязычной документацией. Функциональность про­цессоров PIC вполне достаточна для решения поставленной задачи.

Система состоит из ТТЛ-преобразователя для сопряжения блока с ПЭВМ, процессора PICI6P87 (сердцем процессора является 16-ти разрядная «RISC»-система), тактового генератора, стабилизированного кварцевым резонатором с частотой 10МГц. После подачи напряжения питания происходит принудитель­ный сброс ЦПУ и запуск программы, находящейся в ЭСПЗУ (флеш) с «нулевого адреса». Система соединяется с ПЭВМ и обрабатывает данные посредством асинхронного протокола RS-232, работающего со скоростью 19200 бот/сек, дан­ные из процессора попадают в ТТЛ преобразователь, оттуда в командный порт ПЭВМ (COM PORT).Программа выполняет следующую последовательность операций:1. Настройка скорости АСПП и настройка АЦП.2. Получение 10-ти бит данных с блока АЦП.3. Передача старших двух бит.4. Передача младших восьми бит.5. Переход к пункту 2.

Система применяется для преобразования аналогового, многоуровневого сигнала автоматизированных ЛИС ДОК в цифровой вид и последующую пе­редачу полученных данных на ПЭВМ и систему УЧПУ. Данные с ПЭВМ специализированными программными средствами можно преобразовывать в графический вид (графики осциллограмм), обрабатывать на математическом процессоре, например с помощью программы MathCAD.Структурная схема устройства приведена на рис. I19.Разработана программа на языке Ассемблера микропроцессоров семей­ства PIC, осуществляющая выше указанные функции.

ОБЗОР СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВЕСКОЙ АВТОМОБИЛЯ

Огромную роль на комфортабельность, управляемость и безопасность оказывает подвеска автомобиля. Подвеска это совокупность устройств, кото­рая обеспечивает упругую связь кузова с колесами. Она служит для сниже­ния динамических усилий передаваемых на кузов (гашения энергии ударов), оптимального затухания колебаний вызываемых этими нагрузками и для ре­гулирования положения кузова во время движения. Можно сформулировать основные требования предъявляемые к под­веске автомобиля:- упругая характеристика подвески должна обеспечивать высокую плавность хода и отсутствие ударов в ограничители хода, противодейство­вать кренам при повороте, «клевкам» при торможении и разгоне автомобиля;- кинематическая схема должна создать условия для возможного мало­го изменения колеи и углов установки колес, соответствие кинематики колес кинематике рулевого привода, исключающее колебания управляемых колес, вокруг оси поворота;- оптимальная величина затухания колебаний кузова и колес;- надежная передача от колес кузову или раме продольных и попереч­ных усилий и моментов;- малая масса элементов подвески и особенно неподрессоренных час­тей;- достаточная прочность и долговечность деталей подвески и особенно упругих элементов, относящихся к числу наиболее нагруженных частей под­вески.

Не управляемая подвеска в среднем удовлетворяет этим требования. Но с ростом требований к комфортабельности и управляемости особенно при высоких скоростях, производители автомобилей начали внедрять управ­яемые подвески. Условно можно разделить их на три основных типа. К первому относятся подвески с принудительным управлением жесткостью и кли­ренсом, назовем их регулируемыми. Ко второму типу относятся подвески, управление параметрами которых осуществляется с помощью микропро­цессора в зависимости от дорожных условий, назовем их адаптивными. Адаптивная подвеска практически полностью исключает «клевки» при тор­можении и разгоне, устраняет крены при поворотах. Наконец третий тип са­мый прогрессивный и дорогостоящий- в нем управляющая информация по­ступает с датчиков на каждом колесе и обрабатывается контроллером, кото­рый изменяет параметры упругих элементов с очень малой задержкой (мил­лисекунды). Этот тип назовем активной подвеской. В активной подвеске мо­жет применяться также системы упреждения, заранее сканирующие профиль дороги, она позволяет повысить комфортабельность автомобиля в среднем на 20%.

В качестве управляемых упругих элементов применяют пневморессоры (телескопические - «Citroen» или с резинокордными оболочками - у «ос­тальных» производителей») совместно с амортизаторами, которые также управляются контроллером. Давление в рессорах поддерживается специаль­ным компрессором и лежит обычно в пределах от 1.5 до 9 бар в зависимости «от обстановки» (для легковых автомобилей). Жесткость регулируется за счет изменения объема поглощающего агента (воздух, азот). Существует за­висимость жесткости пневморессоры от частоты колебаний. С ростом скоро­сти подвеска становится жестче. Чтобы изменять скорость затухания колеба­ния перепускные отверстия в амортизаторах делают с переменным сечением, величина которого задается контроллером. О положении кузова и характере его изменения позволяет судить система датчиков. Сигналы поступают от датчика вертикального и продольного ускорений, высоты, угла и скорости поворота руля, оборотов двигателя и степени открытия дроссельной заслон­ки, датчиков скорости автомобиля, усилия нажатия на педаль тормоза, выбо­ра водителем положения кузова. Система поддерживает кузов автомобиля в неизменном состоянии независимо от статической нагрузки и возникающих во время движения динамических нагрузок, уменьшает дорожный просвет на высоких скоростях, улучшая аэродинамику и снижая тем самым расход топлива, ме­няет частоту колебаний, улучшая плавность хода, устойчивость и управляе­мость автомобиля.

Дата добавления: 2014-01-14