трусики женские украина

На головну

 Блок порушення для ВТП - Радіоелектроніка

Технічне завдання до курсового проекту.

Розробити:

Блок порушення для дефектоскопії плоскої поверхні феромагнітних об'єктів.

Пристрій включає в себе:

1. Генератор дискретної (синусоїдальної) частоти з параметрами:

макс. діапазон частот: 1кГц-2,5МГц

(Робочий діапазон частот задає оператор в межах максимального);

струм: 10 мА;

число дискретов в діапазоні: від 10 до 20;

коефіцієнт гармонік не більше 1%:

2. Навантаженням для генератора служить котушка розміщена на об'єкті контролю:

число витків збудливою котушки: 20;

число витків вимірювальної котушки: задається оператором від 10 до 20;

діаметр збудливою котушки: від 4 до 20 мм;

діаметр вимірювальної котушки: задається оператором від 4 до 20 мм;

довжина котушок: від 2 до 15 мм:

Властивості об'єктів контролю:

m = 1-10;

s = 5-10 MCм / м;

Площа контрольованої ділянки S = ??5 см2;

Основні технічні характеристики

і умови експлуатації:

· Габарити: 100х50х100 (мм);

· Маса: не більше 0,3 кг;

· Діапазон робочих температур: від 5 до 45оС;

· Вологість: від 30 до 90%;

· Тиск: від 700 до 800 мм.рт.ст .;

1.Вступ.

Вихореструмо методи контролю засновані на аналізі взаємодії зовнішнього електромагнітного поля з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться збудливою котушкою в електропровідному об'єкті контролю. В якості перетворювача використовують зазвичай індуктивні котушки. Синусоїдальний струм, що діє в котушках ВТП, створює електромагнітне поле, яке збуджує вихрові струми в електропровідному об'єкті. Електромагнітне поле вихрових струмів впливає на вимірювальну котушку перетворювача, наводячи в ній ЕРС або змінюючи її повний електричний опір. Реєструючи напруга на затискачах котушки, отримують інформацію про властивості об'єкта і про становище перетворювача щодо нього. Особливість вихрострумового перетворювача в тому, що його можна проводити без контакту перетворювача і об'єкта. Отримання первинної інформації у вигляді електричних сигналів, безконтактність і висока продуктивність визначають широкі можливості автоматизації вихрострумового контролю. Одна з особливостей ВТМ полягає в тому, що на сигнали перетворювача практично не впливають вологість, тиск і забрудненість газового середовища, радіоактивні випромінювання, забруднення поверхні об'єкта контролю непроводящими речовинами. Проте їм властива мала глибина зони контролю, обумовлена ??глибиною проникнення електромагнітного поля в контрольоване середовище. Сильний вплив на отримані результати надають нелінійні спотворення сигналу, що подається на задану котушку. Для забезпечення універсальності, установка початкових умов, а також обробка отриманої інформації сучасних перетворювачів повинна здійснюватися за допомогою комп'ютерів, тоді кожен режим роботи перетворювача буде оброблятися окремою програмою. У даній роботі розроблявся генератор синусоїдального сигналу для накладного вихрострумового перетворювача, амплітуда струму в якому порядку 10 мА, а нелінійні спотворення порядку 1%. Частота сигналу повинна задаватися програмним шляхом, з використанням мікропроцесорної техніки.

Нижче наводяться типи вже існуючих перетворювачів:

 Тип

 Частота струму

 збудження, кГц

 Швидкість

 контролю Об'єкт контролю Вид дефекту

 ВД-30П

 ВД-31П 4; 16; 64; 300

 0,5-3

 0,5-4

 Ферро- і неферро-магнітні прутки

 і труби 1-47 мм

 Тріщини, раковини,

 плени і т.д.

 ВД-23П 130; 1000; 20000 0,5-5 Дріт 0,02-5мм

 Розшарування, тріщини

 задирки

 Дефектомат

 2.189 0,2; 2,5; 10; 30; 90 1,2; 5; 15

 Труби та прутки

 3-135 мм

 Тріщини, раковини,

 плени

2. Структурна схема розроблювального пристрою.

 БВ

 ВТП

 БО

 АЦП

 Порти введення / виводу

 ЕОМ

· БВ - блок збудження; (Потрібно розробити в цьому семестрі)

· ВТП - вихрострумовий перетворювач;

· БО - блок обробки;

· АЦП - аналого-цифровий перетворювач;

· ОК- об'єкт контролю;

3. Блок збудження (БВ).

Блоком збудження в цьому пристрої є широкосмуговий генератор напруги синусоїдальної форми. БВ складається з синтезатора частот (СЧ) і

формирователя сигналу (ФС) заданої форми. Розглянемо їх структурні та електричні схеми більш докладно.

Блок порушення

3.1. Структурна схема СЧ.

M

 : М

 ОГ

 ГУН

o

 ФЧД

N

fc- частота сигналу подається на вхід формувача сигналу

3.1.1. Опорний генератор (ОГ).

В якості ОГ вибираємо генератор з кварцовим резонатором на 16 МГц мікросхема РК374.

3.1.2. Лічильники -делітелі частоти M і N.

Лічильник М служить для завдання кроку зміни частоти. Лічильник N необхідний для забезпечення сітки частот змінюються з заданим кроком fог / M. Передбачається що лічильники управляються цифровим кодом з ЕОМ. Вибираємо лічильники серії КР1554ІЕ10 (аналог -74ALS161AN фірми National, USA). Мікросхема КР1554ІЕ10 - це чотирирозрядний двійковий синхронний лічильник. Лічильник запускається позитивним перепадом (фронтом) тактового імпульсу на вході С. Скидання всіх тригерів лічильника в нульовий стан здійснюється за загальним входу R (інв.). Режим паралельної завантаження інформації встановлюється подачею напруги низького рівня на вхід дозволу паралельної завантаження PE (інв.), При цьому попередньо встановлена ??на входах D0 ... D3 інформація по фронту імпульсу на вході З записується в тригери лічильника. Для синхронного каскадування мікросхема КР1554ІЕ10 має вхід дозволу рахунок ЕСТ, вхід дозволу переносу ЕСR і вихід переносу CR. Лічильник вважає тактові імпульси, якщо на входах ECT і ECR подана напруга високого рівня. Вхід ECR подальшого лічильника з'єднується зі входом CR попереднього лічильника.

Умовно-графічне позначення

КР1554ІЕ10

Таблиця призначення висновків

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 10

 11

 12

 13

 14

 15

 16

 R (інв.)

С

 D0

 D1

 D2

 D3

 ECT

 OV

 PE (інв.)

 ECR

 D03

 D02

 D01

 D00

 CR

 Ucc

 вхід установки в стан «лог. 0 »

 вхід тактовий

 вхід даних

 вхід даних

 вхід даних

 вхід даних

 вхід дозволу рахунку

 загальний висновок

 вхід дозволу парал. завантаження

 вхід дозволу переносу

 вихід даних

 вихід даних

 вихід даних

 вихід даних

 вихід переносу

 напруги живлення

Передбачається що цифрові входи даних D0 ... D3, а також входи R (інв.), ECT, ECR і PE (інв.) Будуть управлятися з ЕОМ, відповідним програмним і апаратним забезпеченням.

3.1.3. Фазово-частотний детектор (ФЧД).

Якщо на схему ФЧД приходять рівні частоти fог / M і fвих / N то з умови рівності цих частот отримуємо. В якості ФЧД вибираємо ІМС виключає «або» серії К155ЛП5 (Аналог 74ALS86).

3.1.4. Генератор керований напругою (ГУН).

ГУН - генератор, частота якого пропорційна керуючому напрузі. Вибираємо ІМС К531ГГ1 (Аналог 74S124N).

Мікросхема 531ГГ1-являє собою два генератора. Частота кожного генератора управляється напругою. Кожен генератор являє собою автомультівібратор, що має вхід керування частотою (УЧ) висновки 1 і 2 та діапазоном частоти (Д) висновки 14 і 3. До висновків 12 і 13 подсоединим кварцовий резонатор КР374 на 16МГц. 16,15 - Uп; 9,8-загальний висновок. Для забезпечення заданого діапазону частоти до входів 4-5 приєднуємо конденсатор ємністю з = 2 пФ (КД-1-2пФх100В).

3.1.5. Інтегратор.

Для керування роботою ГУН служить інтегратор на операційному підсилювачі

Параметри R і С вибираємо з умови, що постійна часу інтегрування повинна бути більше максимальної тривалості сигналу в 10 разів.

тобто RC> 10 мс.

tи = R * C> 10 * T;

T = 1 / f = 1 / 1КAo = 1мс;

Вибираємо R = 100 КОм (МЛТ-0.25-100 кОм ± 5%);

С = 1 мкФ (К50-6-1мкФх6.3 В);

Таким чином постійна часу інтегратора буде tи = R * C = 100 мс;

Інтегратор виконаємо на основі швидкодіючого ОУ 544УД2:

Ku = 20000;

Uсм = 30 мВ;

Iвх = 0.1 нА;

f1 = 15 МГц

Вихідна напруга інтегратора будемо розраховувати за формулою:

(1)

, Де (2)

Порахуємо похибка інтегрування, пов'язану з додатковим напругою на вході ОП через неідеальності його властивостей.

DUвх = IвхR = 1.10-3 У

dUвх = DUвх / Uвх = 2.10-4%

Відносна помилка інтегрування:

g = tи / 2tC = 10-5

Iaeaai ? anoioo wa: wa = 1 / (Ku + 1) RC = 2.10-4 Ao.

3.2. Формувач сигналу (ФС).

Формувачем сигналу заданої форми є восьмирозрядний зсувний регістр з послідовною завантаженням і паралельної вивантаженням КР1533ІР8 (Аналог 74ALS164). Мікросхема КР1533ІР8 являє собою восьмирозрядний зсувний регістр з послідовною завантаженням і паралельної вивантаженням. Наявність двох входів послідовної завантаження A і B дозволяє використовувати один з них в якості керуючого завантаженням даних: низький рівень напруги хоча б одному з них по позитивному фронту тактового імпульсу встановлює перший тригер регістра в стан низького рівня напруги, в той же час [RU1] високий рівень напруги на керуючому вході дозволяє по іншому входу здійснювати введення даних в послідовному коді. Частота проходження імпульсів по входу С - не більше 50 МГц, тобто цілком придатне т.к. максимальна частота дискретного синусоїдального сигналу буде на виході fвих = 50/16 »3МГц, що відповідає технічним завданням.

Таблиця призначення висновків

A

B

 CLК

 CLR

 QA

 QB

 QC

 QD

 QE

 QF

 QG

 QH

 Vcc

 GND

 вхід інформаційний

 вхід інформаційний

 вхід тактовий

 вхід скидання

 вихід

 вихід

 вихід

 вихід

 вихід

 вихід

 вихід

 вихід

 напруга живлення

 загальний висновок

КР1533ІР8 формує дискретний періодичний сигнал апроксимували функцією, де

- Період;

16-16 дискретов на періоді;

n - номер поточного дискрета;

При однополярному харчуванні даний сигнал зсунутий відносно нульової точки на постійну складову Eп / 2.

3.2.1. Розрахунок номіналів резисторів.

Дана схема може забезпечити Rвих = 5ком;

Запишемо систему рівнянь для знаходження номіналів резисторів: (3)

Після розрахунку і округлення до найближчих номінальних значень отримуємо:

R1 = R8 = 150КОм (МЛТ-0.25-150 кОм ± 5%);

R2 = R7 = 47кОм (МЛТ-0.25-47 кОм ± 5%);

R3 = R6 = 33КОм (МЛТ-0.25-33 кОм ± 5%);

R4 = R5 = 27ком (МЛТ-0.25-27 кОм ± 5%);

3.2.2 Аналіз сигналу на виході ФС.

Корисний сигнал на виході регістра апроксимується східчасто, що відповідно вносить свої похибки і спотворення. Візьмемо сигнал для прімерас частотою f = 1000 Гц і числом дискретов N = 16;

Розглянемо похибка на половині періоду

Для апроксимації даного сигналу розглянемо функцію:

, Де floor (x) - функція, що повертає найближче ціле число менше або рівне аргументу (х речовий).

Відносну похибку пронорміруем по істинного значення сигналу

(4)

Зобразимо у відсотковому відношенні

Розглянемо спектр сигналу на виході ФС. Для цього застосуємо розкладання в ряд Фур'є для періодичного сигналу dcos (t). Знайдемо коефіцієнти для розкладання в ряд по косинусам:

bk = 0 (5)

Так як значення напруги на виході ФС між відліками часу

постійно, то замінимо інтеграл на суму:

(6)

(7)

(8)

Де k - номер гармоніки в сигналі

Визначимо коефіцієнт гармонік у відсотках:

(9)

Спектр сигналу на виході ФС виглядає наступним чином:

Таким чином видно, що коефіцієнт гармонік досить великий і потрібно застосувати ФНЧ, що відтинає вищі гармоніки спектра сигналу.

3.2.3. Перестроюваний фільтр керований цифровим кодом.

Електрична схема ФНЧ:

Коефіцієнт передачі К (f) такої схеми дорівнює:

(11)

R1 = 1кОм; R2 = R1; C = 5 нФ.

ЛАЧХ фільтру

Розрахуємо придушення гармонік спектру сигналу в децибелах Kпод:

де до -номер гармоніки;

Знайдемо коефіцієнт гармонік після ФНЧ, амплітуди гармонік стануть відповідно:

(12)

% (13)

що відповідає технічному завдання (Кгарм <1%)

Але нам потрібен перестроюваний фільтр отже замість резисторів будемо використовувати струмовий ЦАП 572ПА1.

1 - аналоговий вихід 1

2 - аналоговий вихід 2

3 - загальний 4 - цифровий вхід 1

5 - цифровий вхід 2

6 - цифровий вхід 3

7 - цифровий вхід 4

8 - цифровий вхід 5

9 - цифровий вхід 6

10- цифровий вхід 7

11- цифровий вхід 8

12- цифровий вхід 9

13- цифровий вхід 10

14- харчування Uип (+)

15- опорна напруга Uоп

16- висновок резистора зворотного зв'язку

Для реалізації динамічних властивостей ЦАП на виході потрібно використовувати швидкодіючий ОП з коефіцієнтом посилення по напрузі не менше 104.

Як ОУ вибираємо швидкодіючий К544УД2

 Ku fmax, IAo Uauo, A Uieo, A Iiio, iA

 20000 15 жовтня ± 15 липня

Схема фільтра керованого цифровим кодом:

R = 10 КОм; n = 10 (розрядність ЦАП).

Rmin = 10 КОм (14)

Rmax = 10 МОм (15)

Так як час встановлення вихідної напруги після подачі коду на

вхід ЦАП tуст дорівнює 5 мкс, відповідно частота дискретизації fдіскр повинна бути не більше 200 кГц, а з урахуванням того що по теоремі Котельникова синусоїду можна відновити лише за наявності двох дискретов на період, то максимальна частота не може бути вище 100 кГц. Тобто З одно:

; С = 1нФ (К50-6-1нФх6.3 В);

Даний фільтр управляється цифровим двійковим кодом N (цей код відповідає коду з синтезатора частот) отже змінюючи код N буде змінюватися

частота сигналу fc, опір резистивної матриці ЦАП, постійна часу інтегратор tіі відповідно частота зрізу фільтра fср.

4. Висновок.

Т.ч. блок збудження для перетворювача забезпечує подачу на накладній вихрострумовий датчик синусоїдального сигналу амплітудою 10 мА у всьому діапазоні частот 1КГц-2.5 МГц, коефіцієнт гармонік сигналу при цьому близько 0.6%, що відповідає технічному завдання.

5. Список використаної літератури.

1) Довідник "Цифрові та аналогові інтегральні мікросхеми", Москва, "Радіо і зв'язок" 1989

2) Довідник "Вироби електронної техніки. Цифрові мікросхеми. Мікросхеми пам'яті. Мікросхеми ЦАП і АЦП", Москва, "Радіо і зв'язок" 1994

3) Довідник "Резистори", Москва, "Радіо і зв'язок" 1991

4) Довідник "Розрахунок індуктивностей", Ленінград, "Енергія" 1970

5) Довідник "Прилади для неруйнівного контролю матеріалів та виробів" том 2, Москва, "Машинобудування" 1986

3) В.Н. Гусєв, Ю.М. Гусєв "Електроніка", Москва, "Вища школа" 1991р.

 [RU1]

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка