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:

Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных, эксплуатационных требований, пр ...