Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

Поскольку коммутирование контактов реле не происходит мгновенно и характеризуется явлением, называемым в литературе
"дребезгом", для предотвращения подгорания контактов реле, до момента уверенного их срабатывания, цепь 12 Вольтового питания разорвана на переходе эмитер-колектор мощного транзистора VT22
(КТ972). После выдерживания паузы в 11 мС, необходимых для уве- ренного срабатывания контактов реле РЭС-10, на выход P3.5 ОЭВМ подается сигнал нулевого потенциала, поступающий на базу транзис- тора VT21 (КТ361Е) и отпирающий его переход между колектором и эмитером. После этого в базу транзистора VT22 поступает потен- циал, достаточный для отпирания его перехода эмитер-колектор.

Представленная на рис. 5 принципиальная электрическая схема коммутатора исполнительной цепи позволяет не только из- бавиться от проблемы подгорания контактов реле, но и избежать перегрева низкоомных сопротивлений многозвенной цепочки резис- торов большими токами, посредством сбора цепи на очень малень- кий интервал времени 300 микросекунд.

Для подавления колебаний тока при выключении обмотки реле, обладающей индуктивностью, параллельно ей включен шунтирующий диод VD0 (VD1,...,VD19,VD20).

Суммированное с выходов всех активных разрядов напряжение будет проходит через катушку устройства взвешивания.

УСТРОЙСТВО ВЗВЕШИВАНИЯ

Вначале для устройства взвешивания мы изготовили 100 витко- вую катушку диаметром 20 мм из медной проволки толшиной 0,07 мм, а магнитное поле создавали при помощи плоского постоянного магнита размером 100х60х17, которые на фабричном комплексе АО ССГПО исполь- зуются на магнитных сепараторах для извлечения железа из руды.

При пропускании тока от пальчиковой батарейки напряжением
1,5 В мы наблюдали поразительный эффект: катушка подлетала в вверх даже при токах в несколько мА, переворачивалась в воздухе и "прили- пала" к магниту. Этот, воодушевлявший наши усилия, эффект неожидан- но наткнулся на два препятствия:

1) магнит притягивал к себе все металлические предметы в ди- аметре 100...300 мм, то есть создавал очень сильное магнитное поле;

2) при смещении катушки на небольшое расстояние, незначитель- но изменялась величина тока, необходимая для ее подьема, то есть встала проблема фиксации катушки над магнитом.

Чтобы решить одновременно обе проблемы мы использовали в ка- честве устройства взвешивания аккустический динамик 4ГД-35, предва- рительно удалив из него бумажный диффузор и его верхний фиксатор, прикрепив клеем "Момент" плошадку взвешивания к внутренней поверх- ности катушки, мы не только зафиксировали ее в наиболее эффективной точке взаимодействия магнитного и электрического полей (определено экспериментально), но и решили проблему возврата катушки на исход- ное место после снятия напряжения за счет веса этой площадки (рис.
6). Теперь подьем площадки взвешивания происходил без видимых откло- нений величины токового сигнала с доступной нам точностью измере- ний в 0,0001 А цифровым вольтметром В7-40.

Поскольку неисключен резкий подъем площадки в процессе прог- раммного подбора необходимой величины тока, для предотвращения раз- брызгивания взвешиваемых жидкостей и рассыпания сыпучих навесок мы снабдили конструкцию ограничителем подъема площадки с зазором меж- ду ними в 1 мм, достаточным для датчика фиксации подъема веса, сос- тоящего из излучателя и приемника инфрокрасного излучения (рис. 6).

ДАТЧИК ПОДЪЕМА ВЕСА

Вес считается измеренным, если площадка поднялась при значении токового аналога I, но не поднялась при I-MP (MP - величина тока, со- оттветствующая Младшему Разряду цифроаналогового преобразователя).
Для определения момента подъема площадки взвешивания мы использовали оптический датчик отслеживания перекрытия просвета, состоящий из ма- ломощного излучателя и приемника инрокрасного (невидимомого) спектра.

Электрическая пинципиальная схема излучателя инфрокрасного диа- пазона заимствована нами из концевых выключателей ограничения подачи головки принтера СМП 6327 [5], которая приведена на рис. 7.

Принцип работы этого излучателя следующий:

1) емкость C2 постепенно заряжаясь создает на базе транзистора
VT1 потенциал, достаточный для отпирания перехода колектор-эмитер, в результате чего потенциал на базе транзистора VT2 становится нуле- вым и сопровождается отпиранием его перехода эмитер-колектор, при этом возрастание положительного потенциала на базе транзистора VT3 приводит к плавному отпиранию его перехода колектор-эмитер с протека- нием тока через резистор R4 и диод VD1 (АЛ107А [16]), сопровождаемый излучением инфрокрасного спектра. В процессе протекания тока через пе- реход эмитер-коллектор транзистора VT2, емкость C2 разряжается и запи- рает транзистор VT1, который в свою очередь, запирает и транзистор VT2.
После запирания транзистора VT2, потенциал на базе транзистора VT3 падает и он запирается, прекращая свечение диода VD1. Затем этот процесс повторяется в уже описанной последовательности.

Импульсный режим излучения выбран нами для исключения оценки воздействия посторонних источников излучения на приемник и для по- вышения мощности излучения диода КД107 с 6 до 45 мВт.

Емкость C1 включена в принципиальную электрическую схему (рис.
7) для сглаживания негативного воздействия импульсов тока на ста- билизатор блока питания.

Достижение в процессе подбора цифрового аналога тока значения, при котором преодолен вес взвешиваемого вещества, сопровождается под- нятием площадки для взвешивания и, как следствие, перекрытием створа излучатель-приемник. Для идентификации данного события и необходим приемник импульсного излучения инфрокрасного спектра. От схемы прием- ника, используемого в принтере СМП-6327 [5], пришлось отказаться, так как он не обеспечивал устойчивого приема при расстояниях более 10 мм между излучателем и приемником. Мы использовали в качестве приемника часть электрической принципиальной схемы приемника инфрокрасного из- лучения бытового телевизионного приемника [6], произведя только за- мену фотоприемника ФД263 на более миниатюрный, но менее чувствитель- ный фотодиод VD1 (FD125) венгерского производства (рис. 8).

Приемник представляет собой двухкаскадный усилитель с общим ко- лектором, выполненный на базе транзисторов VT1 - VT3 (КТ315). Импуль- сы инфрокрасного излучения воспринимаются фотодиодом VD1, при этом он открывается и запирается, при отсутствии таковых. Таким образом, транзистор VT1 играет роль согласователя высокочастотных импульсов, в диапазоне 0...25 мВ, в низкочастотные с незначительным их усилени- ем в 1,5...2 раза. Этот сигнал с эмитера VT1 поступает на базу тран- зистора VT2, включенного в режиме его усиления при отпирании/запира- нии перехода эмитер-колектор с коэффициентом 9-10, определяемым ном- иналом резистора R5. При этом на выходе приемника, с колектора тран- зистора VT2, генерируются колебания с амплетудой 5 Вольт и частотой задаваемой излучателем. Резисторы R6, R7 и транзистор VT3 образуют цепь положительной обратной связи между его входом и выходом, необ- ходимой для их согласования и подавления помех.

Поскольку, удовлетворительных результатов мы добились уже пос- ле двух каскадов усиления сигнала, то надобность в двух последующих, имеющихся в схеме [6], отпала. Кроме того, мы понизили напряжение пи- тания с 12 Вольт в схеме [6], до 5 Вольт, чтобы избежать обратного преобразования, в связи с требованиями по входу ОЭВМ КР1816ВЕ51, без ощутимого ухудшения параметров приемника.

Выходной сигнал приемника поступает на вход Р3.2 (INT0) ОЭВМ
КР1816ВЕ51 и, если после очередного изменения токового сигнала на выходе цифроаналогового преобразователя, на входе P3.2 ОЭВМ не об- наружены пульсации - значит вес преодолен.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

Мощный блок питания будет источником излучения тепла в ог- раниченный объем изделия, а, поскольку, величина сопротивления резисторов зависит от их температуры, то для обеспечения аналити- ческой точности взвешивания либо необходимо снабдить весы обратным аналогоцифровым преобразователем, либо достаточно точным электрон- ным датчиком температуры. Кроме того, наличие такого устройства в аналитических весах необходимо из-за непостоянства комнатной тем- пературы не только в разные периоды года, но и в течение суток.
Так как изготовление 21-разрядого аналоговоцифрого преобразователя более трудоемко, затратно и сложнее, чем датчика температуры, то мы и остановили свой выбор на последнем.

Одним из простейших видов датчика температуры, ориентирован- ного на использование возможностей ОЭВМ КР1816ВЕ51, является преоб- разователь температура-частота. ОЭВМ КР1816ВЕ51 имеет два входа
(P3.2-INT0, P3.3-INT1), изменение состояния которых (переход из "вы- сокого" состояния сигнала в "низкое" или, наоборот) вызывает аппа- ратное прерывание выполняемой программы с вызовом программы обра- ботки этого события. Такая реакция ОЭВМ позволяет программно вы- числить время между двумя смежными прерываниями или вычислить час- тоту изменения сигнала.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат техника, контрольная работа 2, банк дипломов.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата