Выбор, обоснование и предварительный расчет структурной схемы

Структурная схема разрабатываемой ИИС приведена на рисунке 2.1.

В качестве источника информации был использован тензорезистор, который включается в мостовую измерительную цепь. Такая измерительная цепь была выбрана по ряду причин:

. мостовые измерительные цепи обеспечивают высокую точность измерения;

. используя мостовую измерительную цепь, удается однозначно установить нуль отсчета;

. применяя особое включение тензорезистора в цепь, удается избежать температурной погрешности.

Принцип разделения каналов - частотный. Основными достоинствами частотного разделения каналов являются: простота технической реализации, высокая помехоустойчивость, возможность организации любого числа измерительных каналов[5]. Основным недостатком частотного разделения каналов является неизбежное расширение используемой полосы частот, однако, поскольку число измерительных каналов невелико, то отмеченный недостаток не является столь существенным.

В качестве линии связи используется коаксиальный кабель. Он обеспечит требуемую полосу частот, а затухание, вносимое им, компенсируется дополнительным усилителем.

Модуляция канального сигнала - амплитудная с двумя боковыми полосами и несущей. Амплитудная модуляция с одной боковой полосой и подавленной несущей была бы эффективней, т.к. в этом случае ширина спектра модулированного сигнала минимальна и равна ширине спектра передаваемого сообщения[5]. Однако т.к. спектр передаваемого сообщения (сигнала от датчика) начинается от нуля, то после прохождения по линии связи не удастся выделить его полосовым фильтром.

Поскольку необходим контроль параметров с помощью ЭВМ, то в качестве устройства сбора данных и управления используются модули ADAM-3016 и ADAM-4520.

Модули серии ADAM являются малогабаритными многофункциональными интеллектуальными устройствами связи с объектом, специально разработанными для применения в промышленных условиях эксплуатации.

Встроенный микропроцессор, входящий в состав каждого изделия, обеспечивает независимое от управляющей вычислительной системы выполнение функций гальванически изолированного ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов с последующей нормализацией, фильтрацией, преобразованием в форму, пригодную для передачи по последовательному каналу связи, а также обеспечивает информационный обмен с ведущим узлом сети передачи данных на базе интерфейса RS-485[6].

Произведем предварительный расчет разработанной структурной схемы.

Схема включения тензорезистора в мостовую измерительную цепь приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Схема включения тензорезистора в мостовую измерительную цепь

Такая схема включения обеспечивает компенсацию температурной погрешности кабеля.

Для данной измерительной цепи выражение для определения выходного напряжения моста относительно напряжения питания имеет следующий вид

ε∙Е/4 (2.1)

где Е - напряжение питания,

Кs - К-фактор,

ε - деформация[7].

К-фактор тензорезистора есть не что иное, как коэффициент чувствительности тензорезистора.

В свою очередь, относительное изменение сопротивления тензорезистора ΔR, вызванное деформацией ε, можно определить по следующей формуле[8]

Как известно, деформация связана с массой следующим выражением

mg/S(2.3)

где m - масса объекта, кг,

g - ускорение свободного падения на Земле, равное 9,8 м/с2,

S - площадь объекта, подвергшегося деформации (в данном случае, тензорезистора) [9].

Подставив выражение (2.3) в (2.2), получим однозначную зависимость между массой измеряемого объекта и изменением сопротивления тензорезистора. Подставив выражение (2.2) в выражение (2.1), получим аналитическое выражение для расчета номинальной градуировочной характеристики мостовой измерительной цепи, которое примет вид

Перейти на страницу: 1 2 3

Похожые стьтьи по экономике

Генератор синусоидальных модулированных колебаний
Невозможно назвать хотя бы одну отрасль экспериментальной, лечебной или профилактической медицины, которая могла бы рассчитывать даже на малый успех без применения электронной медицинск ...

Дискретные устройства
принципиальная схема дискретный устройство Теория дискретных устройств (ТДУ) является сравнительно молодой и быстро развивающейся отраслью науки. Её появление в 30-х годах нашего столетия ...

Разработка логической схемы реализации линии связи
  К общей шине (ОШ) подключены несколько абонентов, каждый из которых функционирует автономно в соответствии с управляющей информацией, полученной от специального устройства - арбитра общей ш ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru