Разработка измерительного канала с преобразователем перемещения

Министерство образования и науки

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Донбасская государственная машиностроительная академия

Кафедра “Aавтоматизация производственных процессов”

Лабораторно-практическая работа

по дисциплине

“Метрология, технологические измерения и приборы”

Выполнил:

ст.гр. АПП-10-2

Гридчин Р.В.

Проверил:

Гущин О.В.

Краматорск 2012

Разработать измерительный канал с преобразователем перемещения - код для ротационного фотоэлектрического датчика Д, обеспечивающего контроль параметров движения рабочего органа Р₀ по координатам положения и скорости.

Кинематическая схема

При разработке измерительного канала не обходимо решить следующие задачи:

.        Определить необходимый коэффициент датчика для контроля положения из контроля скорости.

N_ДИ - ?

N_ДС - ?

.        Построить разрядную сетку преобразователя.

.        Разработать функциональную схему преобразователя последовательных импульсов в код.

Решение

.        Определим необходимое разрешение датчика по углу поворота для заданной цены одной дискреты.

измерительный канал преобразователь датчик

N_ДИ = S_в/n = 10/0.005 = 2000 дискрет/оборот

2.       Определим максимальное значение кода положения при перемещении по координате.

N_L = L_k/n = 1000/0.005 = 210⁵ дискрет/оборот

.        Определим необходимую разрядность кода положения N_L.

n_s = log ₂ N_L = log ₂ (210⁵)  17 разрядов

Информация о скорости создается путем цифрового дифференцирования кода положения за период дискретности T₀.

N_V =N_L(i) - N_L(i-1) = N_д (nT₀)

 - скорость вращения датчика (об/с)

.        Определим требуемое значение разрешения датчика на один оборот в заданном диапазоне для контроля скорости.

N_ДС = 1/ n_minT₀ = D_C/ n_maxT₀ = S_B D_C/V_max = 10*1000*10^-360/4,51010^-3 =

= 13333,3 дискрет/оборот

5.       Определим количество разрядов для представления кода скорости.

n_V = log ₂ D_C = log ₂ 1000 = 10 разрядов

6.       Выбираем датчик для определения положения и скорости.

Датчик должен удовлетворять двум требованиям:

обеспечить разрешение 2000 дискрет/оборот при измерении положения;

15000 дискрет/оборот при измерении скорости.

.        Определим необходимую степень кратности разрешения для датчика скорости (относительно N_ДИ).

k = log ₂ (N_ДС/ N_ДИ) = log ₂ (15000/2000)  2,8.

Принимаем k=4, так как при таком значении k можно легко построить измерительный канал на базе одного датчика, положив:

N_D = 2⁴ N_ДИ = 2⁴  2000 = 32000 дискрет/оборот

N_DC = 2²  N_D = 2²  32000 = 128000 дискрет/оборот

Разрядная сетка при такой организации канала будет иметь вид, как показано на рисунке 5.

Разрядная сетка измерительного канала

Вариант схемы преобразования сигналов датчика

Из датчика выводятся 4 последовательности импульсов:  и  - прямые сигналы sin и cos;  и  - инверсные сигналы sin и cos.