Блок возбуждения для ВТП

    Дисциплина: Программирование
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Блок возбуждения для ВТП

    Техническое задание к курсовому проекту.
    Разработать:
    Блок возбуждения для дефектоскопии плоской поверхности ферромагнитных объектов.
    Устройство включает в себя :
    1. Генератор дискретной (синусоидальной) частоты с параметрами:
    макс. диапазон частот:1КГц-2,5МГц
    коэффициент гармоник не более 1 % :
    2. Нагрузкой для генератора служит катушка размещенная на объекте контроля:
    длина катушек: от 2 до 15 мм:
    Свойства объектов контроля:
    Площадь контролируемого участка S=5 см
    Основные технические характеристики
    и условия эксплуатации:
    · диапазон рабочих температур: от 5 до 45
    оС;
    1.Введение.
    Вихретоковые методы контроля основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в
    электропроводящем объекте контроля. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки. Синусоидальный ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле,
    которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на измерительную катушку преобразователя, наводя в ней ЭДС или изменяя ее
    полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него. Особенность
    вихретокового преобразователя в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Получение первичной информации в виде электрических сигналов, бесконтактность и
    высокая производительность определяют широкие возможности автоматизации вихретокового контроля. Одна из особенностей ВТМ состоит в том, что на сигналы преобразователя практически не
    влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами. Однако им свойственна малая глубина
    зоны контроля, определяемая глубиной проникновения электромагнитного поля в контролируемую среду. Сильное влияние на полученные результаты оказывают нелинейные искажения сигнала,
    подаваемого на задающую катушку. Для обеспечения универсальности, установка начальных условий, а также обработка полученной информации современных преобразователей должна осуществляться
    при помощи компьютеров, тогда каждый режим работы преобразователя будет обрабатываться отдельной программой. В данной работе разрабатывался генератор синусоидального сигнала для
    накладного вихретокового преобразователя, амплитуда тока в котором порядка 10 мА, а нелинейные искажения порядка 1%. Частота сигнала должна задаваться программным путем, с использованием
    микропроцессорной техники.
    Ниже приводятся типы уже существующих преобразователей:
    Тип
    Частота тока
    возбуждения, кГц
    Скорость
    контроля
    Объект контроля
    Вид дефекта
    ВД-30П
    ВД-31П
    4; 16; 64; 300
    0,5-3
    0,5-4
    Ферро- и неферро-магнитные прутки
    и трубы 1-47 мм
    Трещины, раковины,
    плены и т.д.
    ВД-23П
    130; 1000; 20000
    0,5-5
    Проволока 0,02-5мм
    Расслоения, трещины
    заусенцы
    Дефектомат
    2.189
    0,2; 2,5; 10; 30; 90
    1,2; 5; 15
    Трубы и прутки
    3-135 мм
    Трещины, раковины,
    плены
    2. Структурная схема разрабатываемого устройства.
    БВ
    ВТП
    БО
    АЦП
    Порты ввода/вывода
    ЭВМ
    ОК
    · (нужно разработать в этом семестре)
    3. Блок возбуждения (БВ).
    Блоком возбуждения в данном устройстве является широкополосный генератор напряжения синусоидальной формы. БВ состоит из синтезатора частот (СЧ) и
    формирователя сигнала (ФС) заданной формы. Рассмотрим их структурные и электрические схемы более подробно.
    Блок возбуждения
    СЧ
    ФС
    ФНЧ
    ВТП
    3.1. Структурная схема СЧ.
    ОГ
    ГУН
    ФЧД
    c - частота сигнала подающегося на вход формирователя сигнала
    3.1.1. Опорный генератор (ОГ).
    В качестве ОГ выбираем генератор с кварцевым резонатором на 16 МГц микросхема РК374.
    3.1.2. Счетчики -делители частоты M и N.
    инв
    инв
    Общий
    Счетчик
    М служит для задания шага изменения частоты. Счетчик N необходим для обеспечения сетки частот изменяющихся с заданным шагом f
    ог/M. Предполагается что счетчики управляются цифровым кодом с ЭВМ. Выбираем счетчики серии КР1554ИЕ10 (аналог -74ALS161AN фирмы National ,USA). Микросхема КР1554ИЕ10 - это
    четырехразрядный двоичный синхронный счетчик. Счетчик запускается положительным перепадом (фронтом) тактового импульса на входе С. Сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние
    осуществляется по общему входу R(инв.). Режим параллельной загрузки информации устанавливается подачей напряжения низкого уровня на вход разрешения параллельной загрузки PE(инв.) , при
    этом предварительно установленная на входах D0...D3 информация по фронту импульса на входе С записывается в триггеры счетчика. Для синхронного каскадирования микросхема КР1554ИЕ10 имеет
    вход разрешения счет ЕСТ , вход разрешения переноса ЕСR и выход переноса CR. Счетчик считает тактовые импульсы , если на входах ECT и ECR подано напряжение высокого уровня. Вход ECR
    последующего счетчика соединяется со входом CR предыдущего счетчика.
    Условно-графическое обозначение
    КР1554ИЕ10
    Таблица назначения выводов
    R(инв.)
    PE(инв.)
    вход установки в состояние «лог. 0»
    вход тактовый
    вход данных
    вход данных
    вход данных
    вход данных
    вход разрешения счета
    общий вывод
    вход разрешения парал. загрузки
    вход разрешения переноса
    выход данных
    выход данных
    выход данных
    выход данных
    выход переноса
    напряжения питания
    Предполагается что цифровые входы данных D0...D3 , а также входы R(инв.) , ECT , ECR и PE(инв.) будут управляться с ЭВМ , соответствующим программным и аппаратным обеспечением .
    3.1.3. Фазово-частотный детектор (ФЧД).
    Если на схему ФЧД приходят равные частоты f
    ог/M и f
    вых/N то из условия равенства этих частот получаем
    . К155ЛП5 (Аналог 74ALS86).
    3.1.4. Генератор управляемый напряжением (ГУН).
    ГУН - генератор , частота которого пропорциональна управляющему напряжению. Выбираем ИМС К531ГГ1 (Аналог 74S124N).
    Микросхема 531ГГ1-представляет собой два генератора. Частота каждого генератора управляется напряжением. Каждый генератор представляет собой автомультивибратор , имеющий вход
    управления частотой (УЧ) выводы 1 и 2 и диапазоном частоты (Д) выводы 14 и 3. К выводам 12 и 13 подсоединим кварцевый резонатор КР374 на 16МГц. 16,15 - Uп; 9,8-общий вывод. Для
    обеспечения заданного диапазона частоты ко входам 4-5 присоединяем конденсатор емкостью с=2 пФ (КД-1-2пФх100В).
    3.1.5. Интегратор.
    Для управления работой ГУН служит интегратор на операционном усилителе
    Параметры R и С выбираем из условия , что постоянная времени интегрирования должна быть больше максимальной длительности сигнала в 10 раз.
    т.е. RC10 мс.
    и=R*C 10*T
    T=1/f=1/1К~A"o=1мс ;
    Выбираем R=100 КОм (МЛТ-0.25-100 кОм ±5%) ;
    С=1 мкФ (К50-6-1мкФх6.3 В);
    Таким образом постоянная времени интегратора будет t
    и=R*C=100 мс;
    Интегратор выполним на основе быстродействующего ОУ 544УД2:
    Ku=20000;
    Uсм=30 мВ;
    Iвх=0.1 нА;
    f1=15 МГц
    Выходное напряжение интегратора будем рассчитывать по формуле:
    Посчитаем погрешность интегрирования, связанную с дополнительным напряж...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


    Добавить комментарий
    Старайтесь излагать свои мысли грамотно и лаконично

    Введите код:
    Включите эту картинку для отображения кода безопасности
    обновить, если не виден код



ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены