Проектирование автоматической системы взвешивания вагонов в статике

2.1 Первичный преобразователь

В роли первичного преобразователя выступает тензорезисторный мост. Исходя из количества тензодатчиков и максимальной массы взвешиваемого вагона выбираем тензодатчики типа ДСТВ -1 , рассчитанные на 16 тонн.

Система с такими т

ензодатчиками может взвешивать вагоны, массой до . При этом существует запас на 38 тонн. Этот запас необходим, т.к. возможно, что вес не будет равномерно распределен между контрольными точками (датчиками). К тому же в взвешиваемый вес будет включаться и вес платформ.

Здесь учитывается, также то, что при торможении поезда на платформу действует дополнительное усилие. Т.к. данные тензодатчики способны выдерживать дополнительную нагрузку на 50% от номинальной, то

,

что позволяет выдерживать общую нагрузку

, т.е. более, чем в 2 раза.

Основные параметры тензодатчиков ДСТВ - 1. Табл. 2.1.

Параметр

Значение

Номинальная нагрузка

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Нижний предел измерения

Значение рабочего коэффициента передачи (РКП) при номинальной нагрузке

Значение начального коэффициента передачи (НКП) не более

Категория точности

0.25

Входное сопротивление

Выходное сопротивление

Наибольшее допустимое значение напряжения питания постоянного или переменного тока с частотой до 1.5 кГц

Допустимое значение перегрузки, процентов выше номинальной нагрузки

кратковременной

длительной

100%

50%

Предельный диапазон рабочих температур

-30°С +50°С

Габариты, (мм)

155 х 155 х 230

Рис. 2.1.1. Внешний вид и устройство

На рисунке 2.1.1. изображен чертеж тензодатчиков ДСТВ - 1.

Здесь 1 - это концентрическая упругая поверхность, чья деформация преобразуется с помощью тензорезисторов в электрический сигнал; 2 - корпус первичного преобразователя, служащий для защиты устройства от попадания внутрь твердых веществ и воды; 3 - трубка, защищающая соединительные провода.

При оказывании давления на концентрическую поверхность (1), она деформируется. На эту поверхность с внутренней стороны нанесены тензорезисторы. Причем тензорезисторы включены по схеме моста (рис. 2.1.2). К тензорезисторам подводится напряжение , при этом, при условии максимальной нагрузки в на выходе моста будет напряжение, пропорциональное максимальной нагрузке .

Рис. 2.1.2. Тензорезисторный мост.

2.2 Расчет первичного преобразователя

Выбираем напряжение питания .

При этом, следуя формуле чувствительности тензодатчика .

Это означает, что при номинальной нагрузке в на выходе первичного преобразователя будет .

Исходя из ТЗ необходимо, чтобы ошибка составляла 0.1%. Для получения такой точности вычислим минимальный шаг квантования :

2.3 Нормирующий преобразователь

Учитывая выходные параметры первичного преобразователя, выбираем усилительный элемент.

Т.к. полезный сигнал будет поступать с большим синфазным сигналом, приблизительно равным напряжению питания тензорезисторного моста , то необходимо, чтобы усилитель имел очень высокий уровень подавления синфазного сигнала.

Это соответствует .

Значит, необходимо выбрать такой усилительный элемент, который обеспечивает ослабление синфазного сигнала минимум в .

Коэффициент усиления должен быть таким, чтобы максимальный уровень полезного сигнала усиливался до опорного напряжения АЦП, что соответствовало бы максимальному коду. Опорное напряжение выбираем стандартное . Тогда

Тогда выбираем т.н. инструментальный операционный усилитель фирмы BURR BROWN INA128.

В инструментальных усилителях коэффициент усиления задается с помощью подключения внешнего сопротивления RG, значение которого высчитывается для INA128 по следующей формуле

, где

Тогда , выбираем стандартное сопротивление .

Полученный коэффициент усиления будет равен

.

Страница:  1  2  3  4  5 


Другие рефераты на тему «Коммуникации, связь и радиоэлектроника»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2020 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы