Разделы сайта

Регулировка и контроль давлений

Важной частью панели управления МКС является газораспределительная панель (ГРП). Она управляет газораспределительным устройством (ГРУ), где находятся регуляторы давления газа, управляемые постоянным напряжением, изменяющимся в пределах 0-25 В, при силе тока 200 мА. В новом устройстве эту задачу выполняет разработанный каскад, схема которого приведена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - узел регулировки давлений

- Atmega16, DA1 - LM358, DD3 - DS1844, VT1 - MJE15030, K1 - регулятор давления

Задачу регулировки различных параметров (звука, контраста, яркости и т.д.) в большинстве случаев выполняют переменные резисторы.

В данном случае, оправданным является применение цифрового потенциометра, рабочие функции которого совпадают с обычными переменными резисторами, но цифровой интерфейс позволяет значительно упростить схемотехнику устройства и в то же время повысить стабильность заданных параметров регулировки.

В отличие от механических потенциометров, цифровые устройства имеют высокую точность регулировки, надежность в эксплуатации и возможность прямого управления через микропроцессорную среду.

Приборы DS1844 были разработаны для обеспечения возможности подстройки и калибровки нескольких параметров.

Интерфейс делает их идеальными приборами для автоматической настройки и калибровки в самых различных применениях.

Преимущества использования микросхемы DS1844:

четыре независимых потенциометра в одном корпусе;

цифровое управление 64 позициями каждого потенциометра;

-проводной адресный интерфейс управления (TWI, I2C);

максимальное значение сопротивления: 10 кОм;

диапазон рабочих температур - 40…+85°C.

Также в разработанном узле присутствует LM358 - низкопотребляющий двухканальный операционный усилитель, включенный по схеме дифференциального усилителя [10].

В общем виде выходное напряжение Uout на операционном усилителе рассчитывается по следующей формуле:

где Uout - выходное напряжение,

U2 и U1 - входные напряжения,

Rf,R1,R2 - сопротивления резисторов согласно рисунку 1, g - переменный резистор. Роль которого выполняет цифровой потенциометр (вывод W1). После подстановки известных величин U2=5 B.,

U1 = 0 B., Rf = 100 кОм., R1 = 100 кОм., R2 = 10 кОм. приводим к следующему виду:

Как видно из формулы, при изменении номинала переменного резистора от 0 до 10 кОм, выходное напряжение меняется в пределах от 0 до 5 В.

Напряжение Uout через резистор R4 в 1 кОм подается на базу мощного биполярного низкочастотного транзистора MJE15030.

Ток базы плавно изменяет значение напряжения коллектор-эмиттер в пределах диапазона 0.25 В, управляя регулятором давления. Таким образом происходит регулирование давления криоагента.

Механизм действия измерительной цепи выглядит следующим образом: датчик давления меняет свое сопротивление в зависимости от значения давления, как показано на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 - график характеристики датчика давления

Разработанная схема (рисунок 2.11) реагирует на изменения сопротивления изменением напряжения при помощи LM358, один канал которого подключен как дифференцирующий усилитель (необходимо отсечь постоянное напряжение и фиксировать только изменения в его значениях), второй - включен по схеме неинвертирующего усилителя.

Значение напряжения на выходе узла оцифровываются в АЦП микроконтроллера. Значения давления в конечном счете представляются в виде кодов АЦП и выдаются на ЦКУР или дисплей ПУ.

Рисунок 2.11 - измерительная цепь ПУ

В ходе испытаний модернизированного узла измерения давления было выяснено, что достигаемая точность измерений - около 0,5 атм на отсчет.

Самое читаемое:

Микропроцессорныая система. Автоматический чайник
Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современной науки и техники не обходиться без использования их. В настоящее время всё острее встают проблемы безопасности. Практика показывает, что наибольш ...