ВСТУП
У системах контролю, автоматизації та управління необхідно мати дані про швидкість обертання двигунів різних типів. Існує досить багато методів вимірювання швидкості обертання двигуна, наприклад, таких як, вимірювання швидкості тахогенератором - пристроєм перетворює обертальний швидкість в електричний сигнал. У даному курсовому проекті був обраний оптичний спосіб вимірювання швидкості, при якому кутова частота перетвориться в частоту електричного сигналу. Ставиться завдання розробити пристрій, який дозволить вимірювати швидкість обертання ротора двигуна, незалежно від його будови і принципу роботи.
Пристрій повинен мати діапазон вимірюваної величини від 17 до 170об/с. І мати похибка вимірювання в 1%, і мати можливість відправляти отримані дані в канал зв'язку
СТРУКТУРНА СХЕМА
Пристрій являє собою датчик і систему підрахунку імпульсів приходять з датчика і відправка отриманих даних в канал зв'язку.
Датчик перетворює частоту обертання двигуна в частоту електричних сигналів. Датчик має 3 виходи: вихід N-відповідає кутової швидкості обертання вала двигуна, вихід N/10 відповідає кутової швидкості обертання вала поділеній на 10, вихід N/100 відповідає кутової швидкості обертання вала поділеній на 100.
Частоти N, N/10, N/100 відправляються на перетворювач сигналів, де частоти інвертуються по фазі, і реалізується формування числа імпульсів проходять за одну секунду-напівперіод генератора тактів. Перетворені дані відправляються на блок перемикання декад далі на блок підрахунку імпульсів, причому блок підрахунку імпульсів управляє блоком перемикання декад, він у свою чергу управляє індикацією перемикання декад допомогою включення і відключення сегментів «точка» на індикаторі. Оскільки блок підрахунку імпульсів формує код частоти в двійковому вигляді, тому перед відправкою даних на індикатори необхідно перетворити код в двійково-десятковий вигляд. Для цього дані відправляються на двійково-десятковий шифратор і тільки потім на індикатори. Крім блоку дешифратора дані відправляються на блок підготовки до відправки в канал зв'язку.
Структурна схема: Д-датчик, ПС-перетворювач сигналів, ПД-перемикач декад, ПІ-підрахунок імпульсів, ДП-дешифратор перетворювача коду, І-індикатор, ГИ-тактовий генератор, КС-канал зв'язку
Тимчасові діаграми
2. Схема електрична принципова
Рис. 2 Схема електрична принципова
За розробленою структурній схемі була складена схема електрична принципова наведена на рис.2. У наступних розділах наведено опис кожної частини електричної схеми.
. 1 ДАТЧИК
Датчик являє собою світлодіод, три фотодіода і диск на валу двигуна показаного на рис. 2.1.1.
Рис. 2.1.1 Структура датчика
Рис. 2.1.2 Креслення рахункового диска
На диску прорізані «дірки», як показано на рис. 2.1.2. Через війну є три виходи з датчика, які формують один - перший вихід, десять - другий вихід, СТО - третій вихід імпульсів на один оборот валу двигуна, причому імпульси інвертовані по фазі, тобто проходженню «дірки» через пару фотодіод-фототранзистор відповідає перепад напруги 1 - 0 рис 2.1.3. Для реалізації датчика застосовані ІК фотодіод ФД265, ІЧ світлодіод АЛ - 107АМ має максимально допустимий прямий струм 100мА, при напрузі 1.8В, і транзистори КТ310Е струм колектора - 100мА, з урахуванням цих характеристик були розраховані і обрані резистори R1, R3, R5=100Ом і R2, R4, R6=600Ом
Рис. 2.1.3 Тимчасова діаграма входу з одного з трьох датчиків
2.2 ГЕНЕРАТОР такт
Як було сказано, вище імпульси інвертовані по фазі, для того, щоб проходженню «дірки» через пару світлодіод - фотодіод відповідав перепад 0 - 1 на виходи датчика встановлені інвертори на логічних елементах «І-НЕ» ( DD1) рис 2.2.1 тимчасова діаграма показана на рис. 2.2.2 Тактова частота 0.5Гц формується генератором КР1006ВІ1 в стандартному включенні показаним на рис 2.2.3, частота і період задається RC ланцюгом R1, R2, C1 і визначається за формулою f=(1/T) (1,44/(R1 + 2R2) C1) D (коефіцієнт заповнення)=R2/(R1 + 2R2). Очевидно, що якщо R1=0, то D=2, це означає, що сформувався імпульс-меандр. Для частоти 0.5гц значення RC ланцюга відповідають R1=0, R2=560Ом, С1=10мкФ. Імпульси з 3х датчиків подаються на мультиплексор, який забезпечує перемикання декад.
Рис. 2.2.1 Схема інвертора на логічних елементах І-НЕ
Рис. 2.2.2 Тимчасова діаграма з виходів інвертора
Рис....
