75430

Механічні та електричні інтерфейси сенсорів. Оптикомеханічні і фото імпульсні здавачі

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Інтерфейси сенсорів залежно від фізичного характеру вхідних змінних стану системи можна розділити на електричні і механічні. До механічних відносяться приєднувальні пристрої для датчиків зворотного звязку приводів (оптикомеханічних, фотоімпульсних, кодових, тахогенераторів, потенціометрів, резольверов)

Украинкский

2015-01-12

45.5 KB

0 чел.

ЛЕКЦІЯ 3

Механічні  та електричні інтерфейси сенсорів. Оптикомеханічні і фото імпульсні здавачі.

Інтерфейси сенсорів залежно від фізичного характеру|вдачі| вхідних змінних стану|достатку| системи можна розділити на електричні і механічні. До механічних відносяться приєднувальні пристрої|устрої| для датчиків зворотного зв'язку приводів (оптикомеханічних, фотоімпульсних, кодових, тахогенераторів, потенціометрів, резольверов|), сило-моментних| і тактильних датчиків, а також інших засобів|коштів| отримання  інформації про рух двигунів, ланок механічного пристрою|устрою| і зовнішніх об'єктів. Перетворення і передача сигналів про змінні стану|достатку| системи, які мають електричну природу (наприклад, напруга|напруження| і струми|токи| в силових перетворювачах) здійснюється електричними інтерфейсами. У їх склад окрім підсилювально-перетворюючих плат входять також сполучні кабелі і комутаційна апаратура.

Зв'язок всіх елементів з|із| пристроєм|устроєм| управління передбачає не тільки|не лише| апаратне  але і   програмне   забезпечення.

Відмінності мехатронного| і традиційного підходів до проектування і виготовлення модулів в машин

Принципова відмінність мехатронного| і традиційного підходів до проектування і виготовлення модулів в машин з|із| комп'ютерним управлінням полягає в концепції технічної реалізації функціональних перетворювачів. При традиційному проектування інтерфейсами є окремі самостійні пристрої|устрої| і вузли. Звичайно,|звичний| це сепаратні блоки, які випускаються спеціалізованими фірмами|фірма-виготовлювачами|, але|та| часто|частенько| окремі елементи доводиться виготовляти самим користувачам, особливо при сполученні|спряженні| спеціалізованих і нестандартних блоків МС. Виробнича практика показала, що для монтажу і запуску складних комплексів (наприклад, гнучких виробничих систем) підприємства, які, як правило, не мають своїх висококваліфікованих фахівців з системної інтеграції, вимушені|змушені| звертатися|обертатися| до інженерінгових фірм|фірма-виготовлювачів|, тим самим збільшуючи своя витрати|затрати|.

Кількість перетворюючих (зокрема інтерфейсних) блоків в традиційній структурі машини з|із| комп'ютерним управлінням надмірна|надлишковий| по відношенню до мінімально необхідного числа інформаційно-енергетичних функціональних перетворень. Наявність надмірної кількості|надлишкових| блоків призводить до зниження надійності і точності мехатронної| системи, погіршенню її масогабаритних| і вартісних показників.

Ідея мінімізації проміжних перетворень широко використовується в інженерній практиці при проектуванні пристроїв|устроїв| і систем різного призначення. Характерним|вдача| прикладом|зразком| реалізації цієї інженерної ідеї в побутовій техніці є|з'являється| так звана "двійка" - моноблок, до складу якого входять сканер і принтер. Чим же керуються покупці, віддаючи в магазині перевагу|преференцію|  такому пристрою в порівнянні з покупкою|купівлею| роздільно сканера і принтера? По-перше, безумовно, відчутний виграш у вартості. По-друге, не треба розбиратися з|із| підключенням кабелів і роз'ємів, а потім регулярно стежити за надійністю цих з'єднань|сполучень|. По-третє, мають значення перевага в габаритах, загальний|спільний| солідний корпус, зручність установки. Але|та| при цьому покупець повинен чітко усвідомлювати той, що така система негнучка, обидва пристрої|устрої| можуть експлуатуватися і при необхідності ремонтуватися тільки|лише| спільно.

Суть мехатронного| підходу до проектування полягає в інтеграції в єдиний функціональний модуль два або більше елементів різної фізичної природи. Іншими словами, на стадії проектування з|із| традиційної структури виключається як сепаратний пристрій|устрій| принаймні один інтерфейс при збереженні|зберіганні| фізичної суті|сутності|.

Мотор-редуктори є|з'являються|, мабуть|очевидно|, історично першими за принципом своєї побудови|шикування| мехатронними| модулями, які почали|стали| серійно випускатися і знайшли дуже широке застосування|вживання| в приводах різних машин і механізмів. Мотор-редуктором є компактний конструктивний модуль, який об'єднує електродвигун і редуктор. В порівнянні з традиційним з'єднанням|сполученням| двигуна і редуктора через муфту мотор-редуктори| володіють цілим рядом|лавою| істотних|суттєвих| переваг:

Зменшення габаритних розмірів;

Зниження вартості за рахунок скорочення кількості приєднувальних деталей, зменшення витрат|затрат| на установку, наладку і запуск виробу;

Покращені експлуатаційні властивості (пило-| і волого-| захищеність, мінімальний рівень вібрацій, безпека і надійність роботи в несприятливих виробничих умовах).

Конструктивне виконання модуля визначається типами використовуваного редуктора і електродвигуна, залежно від технічних вимог завдання|задачі| застосовуються циліндрові, насадні, конічні, черв'ячні і інші види редукторів. Як електродвигуни найчастіше використовуються асинхронні двигуни з|із| регульованими перетворювачами частоти обертання, однофазні двигуни і двигуни постійного струму|току|.

Блочно-модульний принцип конструювання дозволяє комбінувати в модулі двигуни і редуктори різних типів і потужностей, забезпечуючи таким чином широкий спектр механічних характеристик модуля.

У верстатах з|із| відносно невеликим моментом (токарних малих розмірів, консольно-фрезерних, високошвидкісних фрезерних верстатах) застосовуються так звані "мотор-шпинделі|шпинделі|". Відмітною конструктивною особливістю цих електромеханічних вузлів приводів головного руху є|з'являється| монтаж шпинделя|шпинделя| безпосередньо на роторі двигуна. Використання у вузлах шпинделів|шпинделів| механічних підшипників визначило їх обмежені функціональні можливості|спроможності|, насамперед|передусім| при високих швидкостях обертання, недостатній ресурс роботи, необхідність мастила|змащування| пар тертя, проблему герметизації. В склад сучасних мехатронних| модулів руху обов'язково входять також датчики зворотного зв'язку і іноді|інколи| керовані гальма, що дозволяє віднести такі системи до другого покоління. Як датчики найчастіше застосовуються фотоімпульсні датчики (інкодери|), тахогенератори, резольвери| і кодові давачі положення|становища|.

Безколекторний високомоментний| двигун із|із| збудженням від постійних магнітів, вбудований в привідне колесо без проміжного механічного редуктора отримав|одержував| назву "мотор-колесо". Вибране рішення|розв'язання| дозволило понизити|знизити| матеріаломісткість і трудомісткість|трудомісткий| виготовлення приводу, забезпечити безшумність пересування, зменшити габарити і вивільнити таким чином простір|простір-час| для розміщення джерела живлення|харчування|. Привід забезпечує рух крісла-візка із швидкістю 6 км/год при загальній|спільній| масі 150 кг.

Інтелектуальні мехатронні| модулі руху. Головною особливістю сучасного етапу розвитку мехатронних| модулів є|з'являється| інтелектуалізація процесів управління їх функціональними рухами. По суті мова|промова| йде про розробку принципово нового покоління модулів, в яких здійснена
інтеграція
| всіх трьох компонент - електромеханічної, електронної і комп'ютерної.

Технічна реалізація інтелектуальних мехатронних| модулів руху стала можливою завдяки бурхливому розвитку останніми роками мікропроцесорних систем, орієнтованих мехатронних|     модулів  руху,  які  класифікуються в залежності| від інтерфейсних точок інтеграції і розвиток інтегрованих інтерфейсів, що пов'язують керуючий контролер, з комп'ютером верхнього рівня в єдиний апаратно-програмний керуючий комплекс.

Створення|створіння| інтелектуальних силових модулів управління шляхом інтеграції керуючих контролерів і силових перетворювачів.

Розробка інтелектуальних сенсорів мехатронних| модулів, які додатково до звичайних|звичних| вимірювальних функцій здійснюють комп'ютерну обробку і перетворення сигналів по гнучких програмах.

Мехатронна система управління є|з'являється| замкнутою на виконавчому рівні. Принцип розімкненого управління в даний час|нині| використовується тільки|лише| в системах управління кроковими двигунами; такі двигуни застосовуються, наприклад, в графічних пристроях, плоттерах, поворотних| столах і інших пристроях|устроях|, на які не чиняться істотні|суттєвих| збурюючі|бентежити| дії. В устаткуванні|обладнанні| автоматизованого машинобудування (металоріжучих|металорізальних| верстатах, технологічних роботах) забезпечити прийнятну|допустиму| точність руху можна тільки|лише| використовуючи замкнуті системи управління.

Для реалізації функціональних рухів контролери мають додаткові входи/виходи для зв'язку із|із| зовнішнім устаткуванням|обладнанням|. Як правило, це сигнали, дискретні за формою (i/o). Тут доречно звернути увагу на дуже широке розповсюдження|поширення| в промислових системах автоматики програмованих логічних контролерів. Головне завдання|задача| їх - це ефективні операції виключно|винятково| з|із| дискретною інформацією. Тому побудова|шикування| на їх базі систем управління рухом мехатронними| модулями, і тим більше мехатронними| системами, логічно недоцільно. Але|та| при цьому можливий обмін інформацією між контролерами управління рухом  через блок дискретних входів/виходів.

Найбільш поширені в даний час|нині| два методи формування контролером керуючих сигналів для силового перетворювача: аналогові командні сигнали; модульовані сигнали. Для формування аналогових сигналів необхідний цифро-аналоговий перетворювач. З енергетичної точки зору доцільним вважається метод широтно-імпульсного управління силовими ключами|джерелами| перетворювача.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39761. Понятие воли 131 KB
  Само же понятие воли как стороны сознания формировалось медленно. Сложность изучения проблемы воли состоит в том что как в обыденном так и в научном сознании воля понимается поразному. Пушкина: волю первую твою я исполню как мою или в обыденном языке делать чтото насильно означает делать против своей воли как проявление силы характера противопоставление: волевой безвольный.
39762. Воображение 149.5 KB
  Сходства и различия воображения с восприятием памятью и мышлением; 3 Функции воображения. Физиологические и психологические механизмы воображения воображение и органические процессы 1. Связь воображения с реальностью: а закон двойного выражения чувств б закон общего эмоционального знака в закон эмоциональной реальности 4. Психологический механизм воображения а диссоциация б ассоциация.
39763. ВОСПРИЯТИЕ 73.5 KB
  Физиологической основой восприятия являются процессы проходящие в органах чувств нервных волокнах и центральной нервной системе. Следовательно ощущения могут быть рассмотрены как структурный элемент процесса восприятия. Собственные физиологические механизмы восприятия включаются в процессе формирования целостного образа на последующих этапах когда возбуждение от проекционных зон передается в интегративные зоны коры головного мозга где и происходит завершение формирования образов явлений реального мира. Поэтому интегративные зоны коры...
39764. Деятельностный подход в психологии (С.Л. Рубинштейн, А.Н. Леонтьев) 104.5 KB
  Рубинштейн в качестве компонента в структуре деятельности рассматривал также движения. Движения это механизмы посредством которых осуществляются действия выражающие поведение. Специфические человеческие движения вырабатывались в процессе труда. Движения человека направлены на предмет на орудие как средство труда.
39765. Индивидуальный стиль деятельности 33 KB
  Предпочитаемые человеком операции характеризуют его индивидуальный стиль деятельности. Индивидуальный стиль деятельности создает новые связи между свойствами субъекта. Сочетание объективных и субъективных условий однозначно детерминирует лишь общее направление деятельности и некоторые наиболее общие характеристики операций и движений.
39766. Качества ума 31 KB
  Калмыкова для обозначения общих умственных способностей учащихся использует термин обучаемость под которым понимает сложную динамическую систему интеллектуальных свойств личности формирующихся качеств ума от которых зависит продуктивность учебной деятельности при наличии исходного уровня знаний положительной мотивации и т. Формируясь и развиваясь в процессе онтогенеза качества ума человека как достаточно устойчивые особенности его личности Являются новообразованиями психики которые проявляются в меняющихся условиях мыслительной...
39767. СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 985.5 KB
  Передача PnP IRP пакетов нижним драйверным слоям. Работа с IRP пакетами. Вспомогательная функция CompleteIrp реализует действия по завершению обработки IRP пакета с кодом завершения status. Процедура ReadWrite_IRPhandler предназначена для обработки запросов Диспетчера ввода вывода которые он формирует в виде IRP пакетов с кодами IRP_MJ_READ IRP_MJ_WRITE по результатам обращения к драйверу из пользовательских приложений с вызовами read write или из кода режима ядра с вызовами ZwReadFile или ZwWriteFile.
39768. СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭИС 1.24 MB
  Требования высокой эффективности СП вызывают необходимость использования специальных языков, к которым принадлежат машинно-ориентированные языки типа Ассемблера, и языки высокого уровня с развитыми формами представления внутренней, прежде всего, адресной информации СП, например, Си или PL/M
39769. Уровни аппаратных привилегий в Windows NT 5 294.5 KB
  ДВВ представляет запросы от процессов пользовательского режима драйверным процедурам в форме пакета запроса на ввод вывод то есть пакета IRP. Пакет IRP является своего рода рабочим рецептом созданным ДВВ который передается в драйверные процедуры. Большая часть данной книги как раз посвящена правильной организации драйверного кода обрабатывающего IRP пакеты. Запросы сделанные к подсистеме ввода вывода формулируются передаются и отслеживаются с помощью четкого формата рабочего рецепта известного как IRP пакет I o Request Pcket пакет...