Курсовая: Блок возбуждения для ВТП - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Блок возбуждения для ВТП

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 87 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

16 Техническое задание к курсовому проекту. Разработать : Блок возбужде ния для дефектоскопии плоской поверхности фе рромагнитных объектов. Устройство включает в себя : 1. Генератор диск ретной (синусоидальной ) частоты с параметрами : макс . диапазон частот :1КГц -2,5МГц (рабочий диапазон частот задает оператор в пределах максимального ); ток : 10 мА ; число дискретов в диапазоне : от 10 до 20; коэффициент гармоник не более 1 % : 2. Нагрузкой для генератора служит катушка размещенная на объ екте контроля : число витков возбуждающей катушки : 20; число витков измерительной катушки : задается оператором от 10 до 20; диаметр возбужд ающей катушки : от 4 до 20 мм ; диаметр измерит ельной катушки : задается оператором от 4 д о 20 мм ; длина катушек : от 2 до 15 мм : Свойства объектов контроля : m =1-10; s = 5 - 1 0 MC м / м ; Площадь контролируемого участка S=5 см 2 ; Основные техничес кие характеристики и условия эксплуатации : · габариты : 100х 50х 100 (мм ); · масса : не более 0,3 к г ; · диапазон рабочих температу р : от 5 до 45 о С ; · влажность : от 30 до 90%; · давление : от 700 до 800 мм.рт.с т .; 1 . Введени е. Вихретоковые методы контроля о снованы на анализе взаимодействия внешнего эл ектромагнитного поля с электрома гнитным п олем вихревых токов , наводимых возбуждающей к атушкой в электропроводящем объекте контроля. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки . Синусоидальный ток , действующий в к атушках ВТП , создает электромагнитное поле , ко торое воз буждает вихревые токи в элек тропроводящем объекте . Электромагнитное поле вихр евых токов воздействует на измерительную кату шку преобразователя , наводя в ней ЭДС или изменяя ее полное электрическое сопротивлени е . Регистрируя напряжение на зажимах катушки , п о лучают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя от носительно него. Особенность вихретокового преобразователя в том , что его можно проводить без конт акта преобразователя и объекта . Получение пер вичной информации в виде электрических сигн алов , бесконтактность и высокая производи тельность определяют широкие возможности автомат изации вихретокового контроля. Одна из особенностей В ТМ состоит в том , что на сигналы преоб разователя практически не влияют влажность , д авление и загрязненность газово й среды , радиоактивные излучения , загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами. Однако им свойственна малая глубина зоны контроля , опре деляемая глубиной проникновения электромагнитного поля в контролируемую среду. Сильное влияние на по лученные результаты оказывают нелинейные искажения сигнала , подаваемого на задающую ка тушку. Для обеспечения универсальности , установка начальных условий , а также обработка полученной инфор мации современных преобразователей должна осущес твляться при помощи компьютеров , тогда к аждый режим работы преобразователя будет обра батываться отдельной программой. В данной работе разраб атывался генератор синусоидального сигнала для накладного вихретокового преобразователя , амплитуд а тока в котором порядка 10 мА , а нели нейные искажения порядка 1%. Частота сигнала должна задаваться программным путем , с ис пользованием микропроцессорной техники. Ниже приводятся типы уже существующих преобразователей : Тип Частота тока возбуждения , кГц Скорость контроля Объект контро ля Вид дефекта ВД- 30П ВД- 31П 4; 16; 64; 300 0,5-3 0,5-4 Ферро - и неферро-м агнитные прутки и трубы 1- 47 мм Трещины , рак овины, плены и т.д. ВД- 23П 130; 1000; 20000 0,5-5 Проволока 0,02-5мм Рассл оения , 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 разрабатыва емого устройства. · БВ - блок возбуждения ; (нужно разработать в эт ом семестре ) · ВТП - вихретоковый преобразователь ; · БО - блок обработки ; · АЦП - аналого-цифровой преобр азователь ; · ОК - объект контроля ; 3. Блок возбуждени я (БВ ). Блоком возбуждения в данном устройстве является широкополосный генератор напряжения с ину соидальной формы . БВ состоит из синтезатора частот (СЧ ) и формирователя сигнала (ФС ) заданной формы . Рассмотрим их структурные и электрические схемы более подробно. Блок возбуждения 3.1. Структурная схема СЧ. f c - частота сигнала подающегося на вход формирователя сигнала 3.1.1. Опорный генератор (ОГ ). В качестве ОГ выбираем г енератор с кварцевым резонатором на 16 МГц микросхема РК 374 . 3.1.2. Счетчики -делители частоты M и N . Счетчик М служит для задания шага изменения час тоты . Счетчик N необходим для обеспечения сетки частот изменяющихся с за данным шагом f ог /M . Предполагается ч то счетчики управляются цифровым кодом с ЭВМ . Выбираем счетчики серии КР 1554ИЕ 10 (аналог -74 ALS 161 AN фирмы National ,USA) . Микросхема КР 1554ИЕ 10 - это четырехразрядный двоичный синхрон ный счетчик . Счетчик запускается положительным перепадом (фронтом ) тактового импульса на вх оде С . Сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние осуществляется по общему входу R (инв .). Режим параллельной загрузки информации устанавливается подачей напряжения низкого уро вня на вход разрешения параллельной загрузки PE (инв .) , при этом предварительно установленная на входах D0...D3 и нформация по фронту импульса на входе С записывае тся в триггеры счетчика . Для синхронного каскадирования микросхема КР 1554ИЕ 10 имеет вход разрешения счет ЕСТ , вход р азрешения переноса ЕС R и выход переноса CR. Счетчик счита ет тактовые импульсы , если на входах ECT и ECR подано напряжени е высокого уровня. Вход ECR последующего счетчика с оединяется со входом CR предыдущего счетчика. Условно-графическое обозначение КР 1554ИЕ 10 Таблица назначения выводов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 R( и нв .) С D0 D1 D2 D3 ECT OV PE( инв .) ECR D03 D02 D01 D00 CR Ucc вход у становки 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 напряж ения питания Предполагается что цифровые в ходы данных D0...D3 , а также входы R (инв .) , ECT , ECR и PE (инв .) будут управляться с ЭВМ , соответствующим программным и апп аратным обеспечением . 3.1.3. Фазово-частотный детектор (ФЧД ). Если на схему ФЧД п риходят равные частоты f ог /M и f вых /N то из условия равенства этих частот получаем . В качестве ФЧД выбираем ИМС исключающее “ или ” серии К 155ЛП 5 (Анало г 74 ALS 86). 3.1.4. Генератор управляемый напряжением (ГУН ). ГУН - генератор , частота которог о пропорциональна управляющему напряжению . Выбира ем ИМС К 531ГГ 1 (Аналог 74S124N). Микросхема 531ГГ 1-представляет собой два генератора . Частота ка ждого генер атора управляется напряжением . Каждый генератор представляет собой автомультиви братор , имеющий вход управления частотой (УЧ ) выводы 1 и 2 и диапазоном частоты (Д ) вывод ы 14 и 3. К выводам 12 и 13 подсоединим кварцевый резонатор КР 374 на 16МГц . 16,15 - U п ; 9,8-общий вывод . Для обеспечения заданного диапазона частоты ко входам 4-5 присоединяем конденсатор емкостью с =2 пФ ( КД- 1- 2пФх 100В ). 3.1.5. Инте гратор. Для управления работой ГУН служит инт егратор на операционном усилителе Параметры R и С выбираем из условия , что постоя нная времени интегрирования должна быть больш е максимальной длительности сигнала в 10 раз . т.е . RC>1 0 мс. t и =R*C >10*T ; T=1/f=1/1 К Гц = 1мс ; Выбираем R= 1 00 КОм (МЛТ -0.25-1 0 0 кОм 5 %) ; С =1 мкФ ( К 50-6- 1мкФх 6.3 В ); Таким образом по стоянная времени интегратора будет t и =R*C =1 00 мс ; Интегратор выполни м на основе быстродействующего ОУ 544 УД 2 : K u =20000; U см =30 мВ ; I вх =0.1 нА ; f1=15 МГ ц Выходное напряжение интегратора будем рас считывать по формуле : (1) , где (2) Посчитаем погрешно сть интегрирования , связанную с дополнительным напряжением на входе ОУ из-за неидеальности его свойств. D Uвх =I вх R=1 . 10 -3 В d Uвх = D Uвх /Uвх =2 . 10 - 4 % Относи тельная ошибка интег рирования : g =tи /2 t C= 10 -5 Найдем частоту w в : w в =1/(Ku+1)RC=2 . 10 - 4 Гц. 3.2. Формирователь сигнала (ФС ). Формирователем сигнала заданной формы является восьмиразрядный сдвиговый регис тр с последовательной загрузкой и параллельно й выгрузкой КР 1533ИР 8 ( Аналог 74 ALS 164 ) . Микросхема КР 1533ИР 8 представляет собой восьмиразрядный сдвиг овый регистр с последовательной загрузкой и параллельной выгрузкой . Наличие двух входов последовательной загрузки A и B позволяет использовать од ин из них в качестве управляющего з агрузкой данных : низкий уровень напряжения хо тя бы одном из них по положительному фронту тактового импульса устанавливает первый триггер регистра в состояние низкого уровн я напряжения , в то же время выс окий уровень напряжения на управляющем входе позволяет по другому входу осуществлять ввод данных в последовательном коде . Частота следования импульсов по входу С - не более 50 МГц , т.е . вполне пригодно т.к . максим альная частота дискретног о синусоидального сигнала будет на выходе f вых = 50 /16 3МГц , что соответствует техническому заданию. Таблица назначения выводов A B CL К CLR Q A QB QC QD QE QF QG Q H Vcc GND вход информационный вход информационный вход так товый вход сброса выход выход выход выход выход выход выход выход напряжение питания общий вывод КР 1533ИР 8 формирует дискретный периоди ческий сигнал аппроксимированный функцией , где - период ; 16-16 дискрето в на периоде ; n - номер текущего дискрета ; При однополярном питании да нный сигнал сдвинут относительно нулевой точк и на постоянную составляющую E п /2 . 3.2.1. Расчет номиналов резисторов. Данная схема может обеспечить R вых = 5 КОм ; Запишем с истему уравнений для нах ождения номиналов резисторов : (3) После расчета и округления до ближайших номинальных значений получаем : R1=R8=150 КОм (МЛТ -0.25-150 кОм 5 %); R2=R7=47 КОм (МЛТ -0.25- 47 кОм 5 %) ; R3=R6=33 КОм (МЛТ -0.25-33 кОм 5 %) ; R4=R5=27 КОм (МЛТ -0.25-27 кОм 5 %); 3.2.2 Анализ сигнала на выходе ФС. Полезный сигнал на выходе ре гистра аппроксимируется ст упенчато , что соответственно вносит свои погр ешности и искажения . Возьмем сигнал для пр имера с частотой f=1000 Гц и числом дискретов N=16 ; Рассмотрим погреш ность на половине периода Для аппроксимации данного сигнала рассмот рим функцию : , где floor(x) - функция , возвр ащающая ближайш ее целое число меньшее или равное аргумен ту (х вещественный ). Относительную погрешность пронормируем по истинному значению сигнала (4) Изобразим в про центном отношении Рассмотрим спектр сигнала н а выхо де ФС . Для этого применим разложение в ряд Фурье для периодического сигнала dcos(t). Най дем коэффициенты для разложения в ряд по косинусам : b k = 0 (5) Т ак как значение напряжения на выходе ФС между отсчетами времени постоянно , то заменим интеграл на сум му : (6) (7) (8) Где k - номер гармоники в сигнале Определим коэффициент гармоник в процента х : (9) Спектр сигнала на выходе ФС выглядит следующим образом : Таким образом в идно , что коэффициент гармоник достаточно вел ик и нужно применить ФНЧ , отсекающий высши е гармоники спектра сигнала. 3.2.3. П ерестраиваемый фильтр управляемый цифровым кодом. Электрическа я схема ФНЧ : Коэффициент передачи К ( f ) такой схемы равен : (11) R1=1 КОм ; R2= R1 ; C=5 нФ. ЛАЧХ фильтра Рассчитаем подавление гармоник спектра си гнала в децибелах K под : где к -номер гармоники ; Найдем коэффициент гармоник после ФНЧ , амплитуды гармоник станут соответственно : (12) % (13) что соответствует техническому задания (К гарм < 1 %) Но нам нужен перестраиваемый фильтр с ледовательно вместо резисторов будем использоват ь токовый ЦАП 572ПА 1 . 1 - аналоговый выход 1 2 - ан алоговый выход 2 3 - общий 4 - цифровой вход 1 5 - цифровой вход 2 6 - цифровой вход 3 7 - цифровой вход 4 8 - цифровой вход 5 9 - цифровой вход 6 10 - цифровой вход 7 11 - цифро вой вход 8 12 - цифровой вход 9 13 - цифровой вход 10 14 - питание U ип (+) 15 - опорное напряжение U оп 16 - вывод резистора обратно й связи Для реализации динамических свойств ЦАП на выходе нужно использовать быстродействующ ий ОУ с коэффициентом усиления по н апряжению не менее 10 4 . В качестве ОУ выбираем быстродействующий К 544УД 2 Ku fmax, МГц Uвых, В Uпит, В Iпот, мА 20000 15 10 ± 15 7 Схема фильтра управляемого цифровым кодом : R=10 КОм ; n=10 (разрядность ЦАП ). Rmin=10 КОм (14) Rmax=10 МОм (15) Так как время установления выходного напряжения после подач и кода на вход ЦАП t уст равно 5 мкс , соответст венно частота дискретизации f дискр должна быть н е более 200 кГц , а с учетом того что по теореме Котельникова синусоиду можно восста новить лишь при наличии двух дискретов на период , то максимальная частота не может быть выше 100 кГц . То есть С равно : ; С = 1нФ ( К 50-6- 1нФх 6.3 В ); Данный фильтр управляется цифр овым двоичным кодом N ( этот код соответствует коду из синте затора частот ) следовательно изменяя код N будет изменяться частота сигн ала f c , сопротивление резистивной матрицы ЦАП , постоянная времени интегратор t и и соответственно частота среза фильтра f ср . 4. Вывод. Т.о . блок возбуж дения для вихретокового прео бразователя о беспечивает подачу на накладной вихретоковый датчик синусоидального сигнала амплитудой 10 мА во всем диапазоне частот 1КГц -2.5 МГц , коэф фициент гармоник сигнала при этом около 0.6%, что соответствует техническому задания. 5. Список используем ой ли тературы. 1) Справочник "Цифровые и аналоговые инте гральные микросхемы ", Москва , "Радио и связь " 1989 г. 2) Справочник "Изделия электронной техники . Цифровые микросхемы . Микросхемы памяти . Микросх емы ЦАП и АЦП ", Москва , "Радио и связь " 1994 г. 3) Спр авочник "Резисторы ", Москва , "Ради о и связь " 1991 г. 4) Справочник "Расчет индуктивностей ", Ленингра д , "Энергия " 1970 г. 5) Справочник "Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий " том 2, Москва , "Машиностроение " 1986 г. 3) В.Н . Гусев , Ю.М . Гу сев "Электроник а ", Москва , "Высшая школа " 1991г.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Оптимисты смотрят телевизор, пессимисты - интернет, реалисты - холодильник.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Блок возбуждения для ВТП", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru