Кіріспе 2 страница. - бірізді әрекет интерфейсі арқылы телебасқару мүмкіндігі;

- бірізді әрекет интерфейсі арқылы телебасқару мүмкіндігі;

- қоректендіруші қуатты ажырату кезінде жазылған ақпаратты

сақтаушы жадтау құрысғысының (ЖҚ) болуы;

- автоматты таралау (қажетті пернені басу арқылы);

- дрейф әсерінен өзгерген өлшемдерді реттеуді қамтамасыз ететін

автоматты түрде бөліктеу;

- электр дабылдарының гальваникалық еркін шығысы мен кірісі;

- сандық және аналогтік кіріс және шығыс түйіндерін (модульдарын)

қолдану мүмкіндігі.

2 бөлім. Таразының құрылымдық және принциптік сызбасының зерттемесі

2.1 Таразының құрылымдық сызбасының зерттемесі

Өлшеуіш ролик жүк көтеруші төсемнің астына орналастырылады. Ролик екі магнитті анизотропты датчикқа – оң және сол – тірелген, олар жиілігі 400Гц айнымалы кернеу +5В болатын қорек көзінен (ҚК) қоректенеді. Датчик дабылы өңдеуші және күшейтуші блокқа (ӨКБ) беріледі.

Негізгі блок болып өндірістік микропроцессорлық контроллер негізінде жасалған өлшеуіш-есептегіш блогы саналады. Оған дабыл ӨКБ-дан және жүк қозғалысы (жылдамдығы) датчигына (ОАД) беріледі. Микропроцессорлы блок конвейерді басқару дабылдарын қалыптастырады (қосу - ажырату), сондай-ақ салмақты уақыт бойынша өспелі қорытындыны сан түрінде тіркей отырып, интегралдау, ағымдық өнімділікті анықтау функциясын атқарады.

Өлшеуіш-есептегіш блогына пернетақта мен индикация блогы қосылады. Өлшеуіш-есептегіш блогының өзінің +5В, +15 В және -15 В кернеуге қорек көзі бар.

2.2 Ақпаратты өңдеу құрылғысының зерттемесі

2.2.1 Өндірістік контроллерды таңдау.Өндірістік контроллер ретінде Siemens фирмасының MicroPC стандартында жасалған және басқару жүйелерінде, ақпараттар жинауда және бақылауда қолдануға арналған CPU 314C-2DP модулін қабылдаймыз.

Микроконтроллер CPU 314C-2DP модулі MicroPC стандартында жасалған және кешенді өңдеу құрылғысы есебінде қолдануға арналған. Модуль автономды түрде жұмыс істейді.

Микроконтроллер модулі келесі құрамды бөліктерден тұрады:

– жиілігі 400МГц;

– процессор диагностикалық функциялардың кең ауқымын қолдайды;

– супервизор (қорек көзінің іркілуін контроллер микросызба) және

бағдарламаның тоқтап қалуын болдырмайтын күзетші таймер;

– көлемі 1024 Кбайт болатын жедел жадтау құрылғысы (ЖЖҚ);

– бағдарлама кодтарын және ұзақ уақыттық ақпаратты сақтауға

арналған қайта бағдарламаланатын тұрақты жадтау құрылғысы (ТЖҚ) жады көлемі 1024 Кбайт;

– бір-бірінен оқшауландырылған тізбектелген желідегі жұмысқа

арналған СОМ 1 және СОМ 2 екі порты;

– максималды айырбас жылдамдығы RS-232 бойынша 200Кбит/ сек;

RS-422/485 бойынша 2500Кбит/сек;

– Матрицасы 16 (4х4) пернелі пернетақта порты;

– ЖК индикатор порты;

– 48 логикалық дабылдарды енгізу-шығаруға арналған UNI048 енгізу-шығару әмбебап порты;

– 0-ден 10В дейінгі аралықта қайта өңдеу дәлдігі 12 бит болатын 8 аналогтік енгізуді қосуға арналған аналогтік енгізу-шығару порты;

– сәйкес құрылғыларды, дәлірек айтсақ, АО16- V8 аналогтік шығару модулін қосуға арналған ISA шинасы;

– INT3, INT4 желілерінде үзіліс көзін анықтайтын үзілу көзінің порты.

Бағдарлама кодтарын және модульдағы ұзақ уақытты ақпаратты сақтау үшін электрлі қайта бағдарламаланатын файлдық құрылым қолдауы бар 1024 КБайт көлемді жады (ары қарай FFD - Siemens Flash Disk) микросызбасы орнатылған.

Процессор модулінің бір-бірінен оқшауландырылған тізбектеле жалғанған асинхронды СОМ1 и COM2 екі порты бар. СОМ1 порты RS232 (разъем J1) немесе 2-желілі RS-485 (разъем J7, қабылдағыштың енгізу дабылы модульда шығару дабылымен біріктірілген) желісінде жұмыс істеуге арналған. COM2 порты RS232 (разъем J2) немесе RS-485/RS-422 (ұясы J7, 4/2 желілік қосылу) желісінде жұмыс істей алады. Максималды айырбастау жылдамдығы RS232 бойынша 200 Кбит/сек дейін, RS-422/ RS-485 бойынша 2500 Кбит/сек дейін.

2.2.2 АО16-V8 аналогті шығару модулі. АО16-V8 аналогті модулі Micro PC стандартында орындалған және 12 разрядты цифрлы кодты кернеудің аналогтік дабыл түріне айналдыруға арналған.

Барлық аналогтік шығу жүйеден оқшауландырылған және оқшауланған ортақ қоректену көзі бар.

Модульдің негізгі техникалық сипаттамалары:

– аналогтік шығу саны 8

– аналогтік шығуды орнату уақыты,мкс 10

– бірканалға арналған өңдеу жылдамдығы, таңдау/сек 100000

– шығу кернеуінің шегі,В 0 - 10

–Жүктемелік кедергі, кОм 2,0 кем емес

2.2.3 DV-16 230 S2 FBLY-H/R сұйық кристалды индикаторы. Индикатор мәтіндік және сандық ақпаратты бейнелеуге арналған. ЖКИ процессоры портымен үйлесімді.

Индикатордың техникалық сипаттамасы:

– қоректену кернеуі, В +5,0

– тұтынушы қуат, мВт 10,0

– формат (белгі х жол) 16х2

Индикатор кешенді ақпаратты да, кешенді қолдану мен реттеумен байланысты ақпараттардың да көрнекі болуын қамтамасыз етеді.

2.2.4 4х4 матрицалы пернетақтасы. Пернетақта бағдарламаны таңдауға және технологиялық өлшемдерді беруге арналған:

"­¯" – пернеларі астыңғы мәзірде пункттердің қозғалысын қамтамасыз етеді;

"Enter"пернесі – таңдаған бағдарламаға енуді, астыңғы мәзірде келесі деңгейге өтуге немесе енгізілген мәліметтерді растауға арналған;

"Esc" пернесі – мәзірде мәліметтерді өзгертпестен жоғары деңгейге өтуді қамтамасыз етеді.

2.2.5 5253 3SLOT CARD CAGE қаңқасы (тірегі). Қаңқа ISA шинасы бойынша бірнеше үйлесімді құрылғыларда байланыс ұйымдастыруға арналған, бұл жағдайда процессор модулі және аналогтік шығыс микроконтроллер модулі.

Өңдеу құрылғысы бет жағында пернетақта, құрылымды түрде ЖКИ индикаторы, артқы жағында сыртқы байланыс ұйымдастыруға арналған жалғағыш бекітілген құрылымды түрде жеке блок ретінде орындалған.

2.2.6 NLP65 – 7310 қоректендіру блогі. NLP65 – 7310 қоректендіру блогі қайталама электр қорегінің импульсті көзі болып табылады, –15 +15

+5, В кернеу шығарады.

Техническалық сипаттамалары:

– әмбебап кіру;

– қоректендіру желісінің қуаты, В 100- ден 240 дейін

– қоректендіру желісінің жиілігі, Гц 50-ден 60 дейін

– шығу кернеуі,В +5, +15, –15

– шығу қуаты, Вт 50-ден кем емес

салмақ тоғының мәндері, А

– 5 В кернеуге 7,5

– 15 В кернеуге 1,0

– – 15 В кернеуге 0,65

– тұрақты жұмыс жиілігі, 100±5

– сыртқы өлшемдері, мм 158х82х24

– қызмет көрсету атқарымы;

– қысқа тұйықталудан қорғау;

– шығу кернеуінің ұлғаюынан қорғау.

2.2.7 Дабылдарды қалыптастырушысы (ДҚ). ДҚ дискретті кіру дабылдарын гальваникалық ажыратқышқа және оларды қалыпты түрде UNIO процессоры кірісіне беруге арналған. Дабылдарды қалыптастырушысына орын ауыстыру датчигінен және конвейердің ажыратқышынан дабылдар беріледі.

2.2.8 ОАД орын ауыстыру датчигі. ОАД орын ауыстыру датчигі конвейерде ұсақ заттарардың орын ауыстыруын анықтауға арналған. ОАД орын ауыстыру датчик негізін контактісіз БЖБ–101 ажыратқышы құрайды.

Ажыратқыштың негізгі сипаттамалары:

– атаулы қоректендіру кернеуі,В 24

– кернеудің тербеліс мүмкіндігі, В 0,8- ден 1,25 дейін

– салмақ (жүк) кедергісі, Ом 150

– әсер ету ара-қашықтығы, мм 7,0 ±0,7

– сыртқы өлшемдері, мм 27х27х100

– салмағы, кг 0,185

ОАД орын ауыстыру датчигі бір жағында сырғанау подшипнигіне орнатылған біліктен, екінші жағында БЖБ ажыратқышы орнатылған корпустан тұратын құрама құрылғыны құрайды, ажыратқыш осі диск осіне қарағанда жылжытылған.

Корпус ішінде білікке төрт жапырақшасы бар айқастырылған крест бекітілген.

Білік технологиялық объектінің орын ауыстыру механизмімен қосылу мүмкіндігіне ие.

БЖБ ажыратқышының жұмыс жазықтығы 7,0 мм-ден аспайтын ара қашықтықта айқасқан крестке параллель орналасқан.

ОАД орын ауыстыру датчигі айқасқан крест жапырақшаларының БЖБ-101 ажыратқыш жазықтығы бойымен өткенде іске қосылады.

2.2.9 Шетте орналасқан құрылғылары бар контроллерны қосудың принципті сызбасы контроллерға арналған CPU 314C-2DP техникалық құжаттаға сай орындалады [5].

3 бөлім. Магнитті анизотропты датчикті құрастыру

Заттың магниттік қасиеттері сыртқы механикалық кернеу әсерінен барлық бағытта түрлі қарқынмен және түрлі таңбамен сыртқы магнит өрісінің шамасына байланысты өзгеріске ұшырайды, яғни заттың магнитті анизотропиясы өзгереді. Магнитті анизотропты датчиктің жұмыс істеу принципі осыған негізделген. Датчиктер келесі түрде орналасады. Тұйықталған магнитті өткізгіште бір-біріне перпендикуляр екі орам орналасқан. Осы мақсатқа байланысты орамға арналған магнитті өткізгіште шаршының немесе төртбұрыштың бұрыштырында симметриялы түрде төрт қуыс жасалады (3.1 сурет).

3.1 Сурет – Шихтованді магнит өткізгішінің құрылысы

Әр орам диагонал бойынша қарама-қарсы қуысқа орналастырылады. Өлшенетін күш әр орам жазықтығына 45⁰ бұрышпен түсіріледі. Магниттеуші w₁ орамы айналмалы тоқ көзіне жалғанған, екінші w₂ орамға өлшеуіш құрал жалғанған.

Магниттелген орам арқылы айнымалы тоқ жүріп өткен кезде магнитті ағым пайда болады. Егер датчиктің магнит өткізгіші магнитті анизотропты заттан жасалған және орамға арналған қуыстар симметриялы болса, күштің әсері жоқ кезде ағымның магнитті сызықтары тұйықтала келе өлшегіш ораммен қиылыспайды, яғни онда ЭҚК туғызбайды.Магнит өткізгішке түскен күш ондың магниттік қасиеттерінің өзгерісін туғызады. Соның салдарынан магнит ағымының тарау сипаттамасы өзгередіжәне магнит сызықтарының біразы өлшем орамын қиып өтіп, онда ЭҚК туғызады (3.2 сурет).

3.2 сурет – Магнит өткізгішіндегі магнит ағынының орналасуы

Магнитті анизотропты датчиктің ерекшелігі датчиктің сезімтал элементі – магнит өткізгіш – өлщенетін күшті тікелей өзі қабылдайды. Бұл жағдай бұл датчиктердің басқа сезімтал элементі өлшенуші байланыс пен өңдеуші арасындағы өтпелі байланыс болып табылатын датчиктерден басым айырмашылығын көрсетеді.

Датчиктің ферромагнитті магнит өткізгіші негізгі өлшегіш түйін бола тұра өлшеу кезінде түрлі деформацияға ұшырауы мүмкін. Әсерді анықтауда магнитті анизотропты датчиктің бұл артықшылығы уақытқа қатысты барынша сенімді және тұрақты өлшем қорытындыларын алуға мүмкіндік туғызады.

Қазіргі кезде тәжірибе жүзінде әсерді өлшеудің келесі магнитті анизотропты датчиктер қолданылуда: жиырылмалы магнит өткізгішті датчиктер, созылмалы магнит өткізгішті датчиктер, біртұтас магнит өткізгішті датчиктер.

Жиырылмалы магнит өткізгішті датчиктер металлургия өндірісінде әсерді өлшеуде қолданылады: металдың прокат станы біліктеріне түсірген қысымын, жолақ керілісін, шихта мен металдың салмағын өлшеу және т.б. және ол 1-ден 1000 тоннаға есептелген.

Аз әсерлерді өлшеуде созылмалы магнит өткізгішті датчиктер барынша тұрақты түрде қолданылуда. Олардың негізгі артықшылығы – олардың қимасы аз және ұзындығы ұзын магнит өткізгіштерде қолданылу тұрақтылығы. Мұндай датчиктердің магнит өткізгіштерін бір пластинадан ғана жасауға болады, бұл жиырылмалы магнит өткізгішті датчиктер үшін орындалмайтын жағдай.

Екі түрлі магнит өткізгіштер болады: шихталған, яғни пластиналардан жиналған және біртұтас. Шихтовандалған магнит өткізгіштердің бірнеше кемшіліктері бар. Алдымен бұл механикалық төзімділігінің аздығы, шихтовандалған датчиктерде серпімді иілу мен пластиналар арасындағы үйкелістен болатын біршама гистерезистің болуы.

Шихтовандалған жүрекшелерін жасау технологиясы қиындығы мен көп еңбек сиымдылығын қажет етеді. Пластиналарда алдын ала штампалар жасалады немесе тесіктер тесіледі, соңынан оларға өлшегіш және магниттелген орамдар қондырылады. Пластиналар бір-біріне тығыз желімделеді және болт арқылы тартылады. Пластиналарда плитаның көмегі арқылы өлшенуші күш түсірілетін тірек болады.

Пакет беті, астыңғы және үстіңгі беті қырнап өңделеді. Пакеттің мыжылмауын болдырмау үшін пластиналардың қосылысы мықты, барынша біртұтас болуы керек. Өлшенетін күш үстіңгі плитаның аздаған жеріне түседі, сол үшін иілудің күштің магнит өткізгішіне біркелкі түсуі үшін плита барынша қалың болуы керек [6].

Датчиктердің өлшемі мен салмағын азайту, сенімділігін арттыру және магнит өткізгішінің мыжылуын болдырмау, гистерезисті азайту және эксплуатация жағдайын (ұру күштерінің болуы, ластану, температура өзгерісі) ескере отырып, магнит өткізгішінің құрылысын таңдауда біртұтас магнит өткізгіші артықшылыққа ие болды.

Біртұтас магнит өткізгіші датчигінің иілуге қарсылығы жоғары, сонымен қатар олар механикалық мықтылығымен бірге оларға жоғалып кететін аздаған гитерезис тән.

Құрылымы жағынан біртұтас магнит өлшегішті датчиктерді қолдану барынша жеңіл және сенімді. Олардың сезімталдығы шихтовандалған магнит өткізгіштерден төмен болғанымен, 50 кг артық әсерді өлшеуде өндірістік кедергілерге қарамастан шығудағы қуаты жеткілікті.

Таңдап алған сезімтал элемент сегізбұрыш түрінде жасалған (3.3 сурет). Сезімтал элемент ЖЖҚ орамынан - W₁ негізгі және бір-біріне 90 ⁰ –пен орналасқан W_2-1, W_2-2 орта орамнан тұрады. Және де олардың бірі механикалық әсер осьпен бағыттас орналасқан. Негізгі орам әр негізгі орамға 45⁰ бұрышпен орналасқан.

3.3 сурет – Біртұтас магнит өткізгіштің құрылысы

Құрылысы жағынан датчик цилиндрлі герметикалық қораптан тұрады.

3.4 сурет – Магнитті анизотропты датчик құрылысы

Орамалары бар компаун ОАД-нан құйылған сезімтал элемент қорап ішінде орналасқан. Сезімтал элементтіңкүш түсіру кезінде қозғалып кетуін болдырмау үшін сезімтал элемент винттің көмегі арқылы датчиктің төменгі табанына бекітілген. Сезімтал элементтің сыртқы бетіне қорапқа бұралған қақпақпен басылған болат шарик орналасады [7]. Қақпақтың аздаған дөңгелекті гофралары бар, ол аз шектікте қозғалуға мүмкіндік береді. Осының әсері күштің сезімтал элементке түсу кезінде қателіктерді болдырмайды. Орам қуатының орта орамнан алынған ЖЖҚ-сы және дабылы 5 желілі қосу кабелі экраны арқылы беріледі. Кабель қорапқа гермо енгізу арқылы монтаждалған, кабельді жалғау сезімтал элементті қорапқа компаун ОАД-нан құймай тұрып жүргізіледі.

4 бөлім. Қоректендіру блогі және айналдыру мен күшейту блогын құрастыру

4.1 Қоректендіру блогі және өңдеуші және күшейту блогі

Қоректендіру блогі айналмалы токтің 220 В, 50 Гц бір фазалы желісіне қосылған.

Блоктің беткі панелінде:

– тумблер - желі 2,0, А сақтандырғыштары, шығыс қуатының жарық

шығарушы индикациясы, тітіркендіру тоғының орнату кедергісінің датчиктері – І датчик тоғы, ІІ датчик тоғы;

– Кернеу айналдырушысы +15 В, – 15 В аспалы сызба бойынша

салынған;

– 15 В (0,25 А) – 15 В (0,25 А) кернеу тұрақтандырғышы ретінде;

– VD9, VD10 стабилитрондары пайдаланылған;

– +15 В (0,25 А), – 15 В (0,25 А) қуаттарының тұрақтандырғышы ретінде K142EH8E микросызбасы қолданылған;

– +5 В қуаты R1 кедергілі +15 В қуатынан және VD3стабилитронмен ұйымдастырылған.

Синусті тоқ генераторы аспалы сызба арқылы DА1 микросхемасында автоматты түрде дабыл амплитудасын реттеу жүзеге асырылған артқы генератордан және Т1 шығыс трансфрматорымен төменгі жиілікті күшейткішінен тұрады. Күшейткіш DА2 операциалық күшейткіштен тұрады.

Жиілігі 400Гц болатын айнымалы тоқ А3, А4 боктарында қалыптасады. А3, А4 боктары бірдей және синусті тоқ генераторы, күшейткіш және қуат күшейткіші бар.

Синусті тоқ генераторы DА1 микросызбасында аспалы сызбада автоматты түрде дабыл амплитудасын реттеумен жүзеге асырылған, генерация жиілігі 400 Гц.

DA2 микросызбасы арқылы жиналған жиілігі 400 Гц синусті дабыл VТ4, VT5 транзистрлердегі және R22, R23 каскадтағы тоқ бойынша каскад күшейткішінен тұратын екі тактілі қуат күшейткіш кірісіне келіп түседі. Күшейткіш тиянақты жұмыс істеуі үшін R15 резисторы арқылы кері байланыспен қамтылған. Т1 трансформаторының ІІ және ІІІ орамдарында айналмалы тоқпен қамтамасыз ету үшін оның төртінші орамынан тоқты тербелісті автоматты реттегішке беріледі. Түзетілген және сүзілген тоқ генератордың тербелісін реттейтін VТ1 далалық транзистрінің шүріппесіне беріледі.

VT1 транзисторінің шүріппесінде нөлдік потенциалы тербеліс жиілігіне сай келеді және тоқ көбейген сайын шүріппедегі тербеліс азаяды. R12 резисторы арқылы шығудағы тоқты бірқалыпты реттеу жүзеге асырылады, T1 трансформаторының алғашқы орамында орам санының өзгеруімен кірудегі тоқты дискретті реттеу қамтамасыз етіледі.

Кері байланыстың коэффициент тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін осы трансформатордың бұрмалары қызмет етеді. ІІ орамға күш датчигі қосылады, ІІІ орамнан бақылау тоғы ажыратылады және ол ӨКБ блогіне беріледі.

Блок датчиктер дабылын 0-10 В тұрақты тоқ қуатына айналдыруға арналған. Блоктің датчиктердің дабылын айналдырудың U1 және U2 екі каналы бар. ӘрбірU1 және U2 каналы (DА3) интеграторының және (DА4) күшеткішінің (DА1, DА2) түзеткіштерінен тұрады. Олардың көмегі арқылы датчик дабылы түзетіледі,сүзіледі және күшейтіледі. R13 резисторы арқылы арнайы күшейту коэффициентін реттеу жүргізіледі.

Блок панелінің бетінде:

– SA1- жұмыс режимін өлшеу/бақылау ажыратқышы;

– XS1 датчиктің шығу дабылын өлшеуге арналған кіру бақылау ұяшығы;

– Бақылаудағы R2орнатылған U 400 Гц кедергісіне арналған тесік.

5 бөлім. Метрологиялық сипаттамалар есебі

Дата добавления: 2015-08-31