Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100


Рис. 5.9. Преобразователь напряжение - код интегрирующего типа

рис. 5.9 изображена упрощенная схема такого ПНК. В исходном положении ключ К1 замкнут, ключи К2 и КЗ разомкнуты, счетчик СЧ сброшен, выходное напряжение усилителя А равно нулю. Получив сигнал «Пуск», система управления СУ размыкает ключ К1, замыкает ключ К2, снимает сигнал сброса и разрешает прохождение счетных импульсов на вход счетчика. Выходное напряжение усилителя возрастает и в момент выдачи счетчиком импульса переполнения Я равно

uy=±-\u,dt, (5.4)

где T„=R\C\ 1=2" т; п - число разрядов счетчика.

Получив импульс переполнения, система управления отключает К2 и включает КЗ. При этом выход усилителя А начинает уменьшаться по закону

Uy = -\u,xlt~u,tlT,. (5.5)

в момент времени это напряжение становится равным нулю, что фиксируется нуль-органом Н02. При этом система управления СУ отключает ключи К2 и КЗ, замыкает ключ К1 и запрещает дальнейшее прохождение счетных импульсов. При этом число импульсов в счетчике

(5.6)

Если f/x - постоянная во время преобразования величина, то

F=2"UJU. (5.7)

Таким образом, код, зафиксированный в счетчике в момент времени t, и является результатом преобразования. Он может



быть подан (вместе с разрядом знака) на вход устройства ввода дискретных сигналов и считан МП. После считывания система управления СУ сбрасывает код счетчика в нуль. Если ПИК работает в режиме непрерывных запусков, то в его состав необходимо включить буферный регистр для записи кода счетчика, после чего последний сбрасывается и счет начинается заново.

Данный способ преобразования имеет высокую помехоустойчивость; кроме того, в ряде случаев нужная информация заключается именно в интеграле от измеряемой величины. Однако большое время преобразования ограничивает применение этого способа.

Другие способы получения кода, значение которого пропорционально интегралу от за заданный промежуток времени ti, заключаются в преобразовании Ux в частоту и подсчета числа импульсов за время или же в преобразовании в широтно-моду-лнрованные импульсы примерно постоянной частоты, глубина модуляции которых пропорциональна ы., и измерении длительности импульсов путем заполнения их импульсами высокой частоты в течение времени ty.

Наиболее быстрым и широко применяемым в МП-системах управления является метод поразрядного уравновешивания. Обычно в МП-системе управления электроприводами необходимо преобразовывать в код несколько аналоговых величин, н технико-экономические преимущества МП-систем проявляются наиболее полно в том случае, когда для преобразования этих величин используется один многоканальный ПНК- Для этой цели почти исключительно применяется ПНК поразрядного уравновешивания.

Многоканальный ПНК поразрядного уравновешивания состоит из двух узлов: выборки-хранения и собственно ПНК. Узел выборки-хранения, получив от МП запрос на преобразование напряжения определенного канала, с помощью ключей, обычно бесконтактных, подключает к ПНК напряжение именно этого канала. Для того чтобы обеспечить постоянство Ux во время преобразования, оио запоминается на конденсаторе. Один из вариантов схемы узла выборки-хранения приведен на рис. 5.10. По команде «Запись» по адресу данного устройства МП записывает в регистр канала РК его номер, который расшифровывается дешифратором ДШ. Возможно также номер канала указывать непосредственно в адресе (например, младшие адреса определяют номер канала, старшие - обращение к данному ПНК). Выходной сигнал дешифратора ДД/ замыкает ключи выбранного канала, подавая на запоминающий конденсатор С соответствующее напряжение. Одновременно запускается одновибратор ОВ, задавая время работы узла выборки-хранения. Это время равно

где ( - время срабатывания ключей; tAia-время нарастания напряжения операционных усилителей А1, А2; tc - время нарастания напряжения на запоминающем конденсаторе.

Для бесконтактных ключей типов К284КН1, К590 время ком-



ttxf .

Uxis--

1 ie ДШ

Запрет выхода

Запись I f

Адрес Дойные

Рис. 5.10. Узел выборки-хранения

-Зяак

. Начало преобразования (нп)

мутации составляет 2-3 мкс. Требования к усилителю А1 ъ определенной мере противоречивы: он должен иметь малое напряжение смещения и малый температурный дрейф и в то же время большую скорость нарастания выходного напряжения а. Наиболее распространенные усилители типов К140УД7, К553УД2, К157УД2 имеют напряжение смещения до 10 мВ, температурный дрейф 5-10 мкВ/°С и скорость нарастания выходного напряжения не более 0,5 В/мкс. Более быстродействующие усилители типов К574УД1, К544УД1, К140УД8 имеют скорость нарастания до 2-30 в/мкс, однако их напряжение смещения может доходить до 50-100 мВ, а температурный дрейф до 50-100 мкВ/°С. Таким образом, для усилителей типа К553УД2 /Атах=2 хтах-0,5- =

- 40 мкс при t/xmax=10 В И ИЗМСНеНИИ Ux от -fLxmox ДО -Umax-

Время заряда конденсатора определяется его емкостью. Чем она больше, тем точнее схема измерения: меньше изменение напряжения из-за разряда конденсатора, меньше изменение напряжения при переходе от заряда конденсатора к режиму памяти. Опыт показывает, что конденсатор емкостью С=0,01 мкФ обеспечивает удовлетворительные характеристики, постоянная времени заряда T=RC, где R - внутреннее сопротивление усилителя (100-200 Ом). При построении схемы следует также учитывать следующее обстоятельство. Ток заряда конденсатора

ic = Cducldt

и при больших скоростях изменения напряжения может достигать значений уставки защиты усилителя от короткого замыкания, что ограничивает ток и увеличивает время заряда. Поэтому на выходе усилителя А1 целесообразна установка эмиттерного повторителя АР; при этом также уменьшается сопротивление R.

При расчете tc следует учитывать, что заряд конденсатора С можно считать закончившимся, когда напряжение на нем достигнет значения, равного «х(1-1 единица МЗР), т. е. например, для





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100