Разработка измерительной части системы регулирования температуры
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
.47мкФ -450В 5%
С5 - К78-2- 0.01мкФ -315В 20%
С6 - К73-17- 1мкФ -250В 5%
С7 - К10-17А- 100пФ -50В 5%
DD8- КР572ПВ2;
HG1-HG3 - АЛС324Б.
Расчет исполнительной цепи
Рис.31 Исполнительная цепь
На данной схеме представлена реализация исполнительной цепи - задатчика и сумматора.
При высоком уровне напряжения, поступающего с выхода таймера, транзистор VT1 переходит в режим насыщения. Через электромагнитное реле К1 проходит ток около 20 мА, происходит коммутация и выходное напряжение в делителе R25-R26 меняет свое значение. При низком уровне входного напряжения транзистор VT1 находится в режиме отсечки и коммутационный элемент разомкнут. Диод VD1 служит для уменьшения влияния переходных процессов, происходящих при замыкании реле.
На сумматор-вычитатель поступают два сигнала: с выхода задатчика и с выхода функционального преобразователя, находящегося в измерительной цепи датчика термистора. Полученная разность напряжения подается на пропорционально-дифференциальный регулятор.
Выберем элементы схемы:
К1 - РЭС6. РФ0.452.125 (U=15B, Rобм=200 Ом, Iср=55 мА, Iотп=9 мА);
VD1 - КД208А (Uобр.max=100 B);
VT1 - КТ606А (Iк.max=400 мA; Uэб0.max=4 В).
Рассчитаем делитель напряжения R22-R23. Зададим R23=2,2 кОм.
Рассчитаем делитель R24-R25-R26. Зададим R26=4,7 кОм. Тогда
25=15 кОм, R24=13 кОм
Рассчитаем сумматор-вычитатель.
Максимальное напряжение, которое может поступить на вход сумматора:
Максимальное выходное напряжения регулятора
Коэффициент усиления сумматора будет равен:
0,75
, Тогда7,5кОм
В качестве операционного усилителя DA1 возьмем микросхему К140УД8А
;
;
;
;
;
;
;
;
т.к. все мощности не превышает 0,125Вт, поэтому выбираем тип МЛТ-0,125. В результате проведенных расчетов, получили следующие номинальные значения элементов:
R22 - МЛТ-0,125Вт-12 кОм5%
R23 - МЛТ-0,125Вт-2,2 кОм5%
R24 - МЛТ-0,125Вт-13 кОм5%
R25 - МЛТ-0,125Вт-15 кОм5%
R26 - МЛТ-0,125Вт-4,7 кОм5%
R27 - МЛТ-0,125Вт-10 кОм5%
R28 - МЛТ-0,125Вт-10 кОм5%
R29 - МЛТ-0,125Вт-7,5 Ом5%
R30 - МЛТ-0,125Вт-7,5 Ом5%
К1 - РЭС6. РФ0.452.125;
VD3 - КД208А;
VT1 - КТ606А.
DA5- К140УД11
Расчёт ПИ-регулятора
Передаточную функцию любого регулятора можно записать с помощью общей формулы:
Передаточная функция имеет знак минус. В реальной системе это недопустимо. Поэтому конечная схема должна быть дополнена инвертирующим усилителем, который может быть включён как после так и перед схемой.
Рис.32 Схема ПИ-регулятора
Учитывая то, что в систему необходимо включить инвертирующий усилитель, ПФ для ПИ-регулятора примет вид:
Зная, что Kп=0.74 при wo=7.04 Гц и Ku=9.52 ,рассчитаю R31, R32 и С8.
R31/R32=0.74
/(R31C8)=9.52
Из ряда Е24 выбираем:
R31=3 кОм и R32=3.9 кОм.
Из ряда Е12: C8=0.033 мФ
Выбираю сопротивления R33=R34=10 кОм
R31 - МЛТ-0,125Вт-3кОм5%
R32 - МЛТ-0,125Вт-3,9кОм5%
R33 - МЛТ-0,125Вт-10кОм5%
R34 - МЛТ-0,125Вт-10кОм5%
С8 - К52-1 33мкФ 6,3В10%
DA6-DA7 - К140УД11
Полученный график (Рис28) сравним с тем, который необходимо получить(Рис29).
Очевидно, что ПИ-регулятор реализован правильно.
Рис.33
Рис.34
Выбор и расчёт элементов схемы источника питания
По техническому заданию Uc=127 В,
Так как нагрузкой для стабилизатора напряжения будет являться электронное устройство управления исполнительным механизмом, то ;
Раcсчитаем потребляемый ток источником питания:
Для поддержания постоянного напряжения на выходе ВИЭП поставим стабилизатор напряжения на двух интегральных микросхемах:
Стабилизатор на микросхеме DA9-К142ЕН8Е. Его параметры: Ucт=+150.6В, Icт.макс=1А, Pмакс=6Вт.
Стабилизатор на микросхеме DA8-КР1168ЕН15. Его параметры: Ucт=-15В, Icт.макс=0.1А, Pмакс=0.5Вт.
С10=С11= С12= С13=0,68мкФ
Расчет фильтрующего устройства
Для расчета фильтра и выпрямителя воспользуемся таблицей 3:
Таблица 5
Режим работы диодовПараметры вторичной обмотки трансформатораДействующий ток первичной обмотки,
По заданию , . Принимаем .
Коэффициент сглаживания .
Сопротивление нагрузки
Для обеспечения индуктивной реакции необходимо чтобы:
Тогда
Расчет вентильного блока
Рассчитываем параметры диодов в вентильном блоке.
Обратное максимальное напряжение на диодах:
Среднее значение прямого тока на диодах:
Амплитудное (максимальное) значение прямого тока на диодах:
Действующее значение прямого тока на диодах:
Выбираем из справочника диод удовлетворяющий этим параметрам: Д237А
(, ).
Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора:
Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора:
Минимальная требуемая мощность вторичной обмотки трансформатора:
Коэффициент трансформации:
Действующий ток первичной обмотки трансформатора:
Для получения двухполярного напряжения 5В а так же напряжения+1В, в схему ВИЭП включаем делители напряжения (рис. 30).
Рис. 38 Схема делителей напряжения
Р