Проектирование блока смены светофильтров фотокалориметра КФК 3 с микропрограммным управлением
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?а.
Рис. 1. Электрическая блок-схема колориметра
В колориметрическом блоке колориметра размещены осветитель EL1, фотоприёмники ВL1 и УД1, печатная плата измерительного УПТ (А1), переключатель фотоприемников SAL.
Подключение фотоприемников BL1 и УД1 к входу УПТ (А1) осуществляется переключателем SAL. При работе с фотоэлементом (ВL1) ток , возникающий в нем под действием светового потока , проходит через сопротивление нагрузки R6 (А1, рис. 2), на котором создается напряжение, равное .
.3 Усилитель постоянного тока
Рис. 2. Усилитель постоянного тока
Сопротивление нагрузки состоит из трех резисторов R6-1, R6-2 и R6-3, которые для подбора чувствительности могут замыкаться перемычками в комбинациях: 1-2; 2-3 и 1-3 (перепайка осуществляется в заводских условиях при настройке прибора или при его капитальном ремонте. Это напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя типа К284УД1А, на котором построен измерительный УПТ. Поданный сигнал усиливается по току и напряжению и через разъем XS1 подается в вычислительный блок. Изменение коэффициента усиления УПТ в пределах 1 - 6 раз осуществляется за iет изменения глубины отрицательной обратной связи резистором R8. Данная регулировка производится при начальной настройке колориметра, после смены фотоприемника, осветительной лампы, а также при регламентном осмотре технического состояния прибора. Коэффициент усиления усилителя устанавливается такой величины, чтобы максимальное выходное напряжение УПТ при максимальном световом потоке лежало в пределах 4 - 4,8В.
Время установления выходного напряжения УПТ определяется постоянной времени R6-C2.
.4 Колориметрический блок
Принципиальная схема колориметрического блока показана на рисунке 3.
Рис. 3. Схема электрическая принципиальная колориметрического блока
Для измерения в области излучения 590 - 980 нм вместо фотоэлемента Ф26 (BL1) па вход УПТ подключается фотодиод ФД-24 К (УД1). Как следует из схем рис. 2 и 3, фотодиод включен на инвертирующий вход операционного усилителя как генератор тока. В этом случае операционный усилитель служит преобразователем тока в напряжение. Нагрузкой фотодиода является входное сопротивление операционного усилителя, которое при замкнутой цепи отрицательной обратной связи (через резисторы R2-1, R2-2 и R2-3 на рис. 4) является достаточно малым. Фотодиод по этой схеме включения работает практически в режиме короткого замыкания. Такой режим обеспечивает высокую линейность всей электрической схемы колориметра имеете с фотодиодом. Указанные резисторы в такой же комбинации, что и R6-1; R6-2; R6-З, могут замыкаться перемычками.
Напряжение на выходе УПТ для данного режима работы равно:
,
где - ток фотодиода;
- сопротивление в цепи отрицательной обратной
связи; К - коэффициент усиления УПТ по напряжению.
Изменение чувствительности электрической схемы при работе с фотодиодом осуществляется за iет изменения коэффициента усиления УПТ резистором R10 на печатной плате УПТ. Регулировку чувствительности схемы как и при работе с фотоэлементом Ф-26 производят при начальной настройке колориметра, после смены фотодиода и осветительной лампы, а также при регламентном осмотре технического состояния прибора. Величину коэффициента усиления УПТ устанавливают так, чтобы максимальное выходное напряжение УПТ при максимальном световом потоке лежало в пределах 4 - 4,8 В.
Время установления выходного сигнала УПТ при работе с ФД-24К определяется постоянной времени цепи С1 и R2.
Для балансировки УПТ (установки нулевого напряжения па его выходе при перекрытом световом потоке) предусмотрены переменные резисторы R1 и R2, ручки которых под шлиц выведены на боковую стенку прибора под надписью НУЛЬ. Для каждого фотоприемника введена своя установка нуля.
Усилитель постоянного тока имеет собственную параметрическую стабилизацию питающих напряжений (стабилитроны и резисторы VD1-2 и R1-R7), что повышает стабильность нуля колориметра. Контрольные гнезда XS4 и XS5 служат для подключения цифрового вольтметра.
.5 Блок питания
Электрическая принципиальная схема блока питания приведена на рис. 5.
Рис. 4. Схема электрическая принципиальная блока питания
Данные элементов схемы приведены в приложении 2.
1.6 Стабилизаторы напряжения
В блоке питания смонтированы следующие стабилизаторы напряжения:
6В - для питания осветительной лампы КГМ 6,3-15 и - 5 В - 0,25 А - для питания цифровых микросхем вычислителя (плата А2 рис. 5);
15В - для питания аналоговых микросхем КФК-2 МП и 60 В-для питания фотоэлемента Ф26 (плата 1);
5В - 1,5 А - для питания цепей световой индикации вычислителя (плата A3).
Рис. 5. Схема электрическая принципиальная стабилизатора напряжения на 6 и 5 В
Все элементы стабилизаторов напряжения 6 В и 5В - 0,25 А, кроме электролитических конденсаторов большой емкости Cl, C2 и мощного регулирующего транзистора VT1, смонтированы на отдельной печатной плате А2, которая подключается к общей схеме прибора через разъем XS3 (рис. 5). Стабилизаторы напряжения на минус 15 и 15В (А1 на рис. 5) совершенно одинаковы и построены по типовой схеме стабилизаторов напряжения с применением транзисторов типа n-p-n (рис. 6).
Рис. 6. Электрическая принципиальная схема стабилизатора напряжения 15 и +60 В
Отличительной особенностью их является наличие по