Taighde ar Chóras Rialaithe Uathoibríoch Leibhéil Deartha ag Braiteoir Ultrasonach

Forbhreathnú ar fheidhm an chórais agus léaráid bhloc

 

Úsáideann an dearadh seo microcomputer sliseanna aonair MCS-51 in éineacht le sliseanna digiteach agus ciorcad analógach chun leibhéal an uisce a bhrath agus a rialú go huathoibríoch. An bunúsach páirteanna braiteoir ultrasonaic a leagann an t-óstach an leibhéal leachtach féin agus an sclábhaí tríd an méarchlár, déanann an braiteoir ultrasonaic an luach voltais a fhreagraíonn don leibhéal reatha uisce a thomhas, agus ansin é a sheoladh chuig an rialtóir agus é a chur i gcomparáid leis an luach socraithe tríd an chomhshó analógach go digiteach, agus rialaíonn an ríomhaire sliseanna aonair an comhla solenoid leibhéal leachtach an óstaigh a choigeartú, agus an luach socraithe agus an luach reatha a thaispeáint ar an LCD; tarchuireann an rialtóir óstach an luach socraithe chuig an rialtóir sclábhaithe trí chumarsáid 485, agus is féidir leis an rialtóir sclábhaithe an leibhéal leachtach cosúil leis an rialtóir óstach a rialú freisin, Agus an luach socraithe agus luach reatha leibhéal leachtach an óstaigh a thaispeáint tríd an LCD; agus cumarsáid 485 a úsáid chun leibhéal leachtach reatha an sclábhaí a sheoladh chuig an óstach agus é a thaispeáint.

 

Tá an córas comhdhéanta de mhodúl próiseála sonraí córas micrea-ríomhaire aon-sliseanna, modúl ionchuir sonraí A/D, modúl cumarsáide 485, modúl rialaithe leibhéal leachtach agus aláraim, méarchlár agus modúl taispeána. Déanann léiriú agus comparáid scéime riachtanais an chórais a mheas. I bpróiseas roghnúcháin an fheiste, dírítear ar roghnú na feiste braiteoir leibhéal leacht ultrasonaic  agus sliseanna comhshó analóg-go-digiteach.

 

braiteoir

Le linn phróiseas dearadh an chórais, roghnaíodh na trí braiteoir ultrasonaic seo a leanas agus cuireadh i gcomparáid iad.

Réiteach 1: Braiteoir brú

 

 

Faoi láthair, is tarchuradóirí leibhéal leachtach brú statach ionchuir iad an chuid is mó de na braiteoirí brú leibhéal leachtacha, agus ní féidir braiteoirí leibhéal leachtach brú statach ionchuir a thomhas go cruinn ach amháin le tagairt do bhrú an atmaisféir. Mar sin féin, beidh tionchar ag an aeráil sa chábla nasc ar an gcomhshaol, is cúis le comhdhlúthú balla istigh an traicé, comhdhlúthú. Is féidir le titeann drúcht ar ghléasanna leictreonacha agus braiteoirí cur isteach ar chruinneas nó ar shreabhadh aschuir. Ag an am céanna, má tá an comhdhlúthú ró-tapa, déanfar saol seirbhíse an tarchuradóra a ghiorrú go mór. Bíonn tionchar ag an gcomhshaol go héasca ar an braiteoir brú seo agus is cúis le tomhas míchruinn, agus tá sé deacair a shuiteáil.

 

Rogha 2: Braiteoir brú piezoresistive

Úsáideann an braiteoir piezoresistive próiseas ciorcad comhtháite chun varistor idirleata a dhéanamh go díreach ar scairt árasán sileacain i dtreoshuíomh criostail áirithe; tá dea-airíonna leaisteacha ag an scairt árasán sileacain nuair a bhíonn sé beagán dífhoirmithe. Nuair a bhíonn an wafer sileacain brúite, déanann dífhoirmiú an scairt athrú ar fhriotaíocht an fhriotóra idirleata; tá tionchar ag an timpeallacht sheachtrach go héasca ar an varistor seo, mar shampla teocht, agus mar thoradh air sin tá tomhas míchruinn, agus tá an toirt mór i gcoitinne, níl sé éasca a shuiteáil agus nach bhfuil sé éasca a iompar; go ginearálta tá a chruinneas sách íseal. Ní féidir leis freastal ar riachtanais an dearadh.

 

Réiteach 3: Braiteoir ultrasonaic

Is é braiteoir ultrasonaic an chéad braiteoir beag le feidhm eochair-socraithe agus feidhm féin-dhiagnóisithe sa tionscal. Cé go bhfuil sé beag, tá feidhmeanna braiteoirí móra eile aige. Tá sé éasca a shuiteáil agus a úsáid agus níl tionchar ag dath an ruda tomhais air. Tá go leor feidhmeanna speisialta aige, mar shampla: taispeáint stiúir féin-dhiagnóisithe agus feidhm eochair-socraithe, feidhm cúitimh teochta, ar féidir leo cainníocht analógach nó aschur lasc a roghnú, srl .; is é a voltas soláthair cumhachta 10 ~ 30V, is é an raon tomhais 30mm ~ 300mm, is é 0V ~ 10V an voltas aschuir, is é 4mA ~ 20mA an sruth aschuir, is é 2.5 ohm an t-ualach íosta impedance, agus is féidir leis an cruinneas 0.5mm a bhaint amach, Tá an cruth roinnte ina chineál díreach agus cineál uillinn ceart. Is é 18mm an caighdeán ionduchtaithe. Tá na coinníollacha ag an braiteoir ultrasonaic chun an rialú leibhéal leachtach 0-25cm a theastaíonn ón dearadh a chomhlíonadh, agus an ceanglas nach mó ná ±0.3cm an earráid leibhéal leachtach, agus an fhadhb a bhaineann le suiteáil deacair a réiteach. Dá bhrí sin, roghnaíonn an dearadh seo braiteoir ultrasonaic le cruinneas ard agus méid beag.

 

A/D tiontaire

Bíonn tionchar díreach ag cruinneas agus feidhmíocht an tiontaire A/D a úsáidtear ar chruinneas na sonraí a fhaigheann an micrea-rialtóir cúl. Anseo déanaimid comparáid agus anailís ar an dá thiontairí AD seo a leanas.

 

Réiteach 1: Úsáid tiontaire 8-giotán ADC0809 A/D

Is tiontaire A/D 8-giotán é ADC0809 a úsáidtear go coitianta, ar cineál comhfhogasaithe leantacha é. Tá ADC0809 faoi thiomáint ag +5V amháin. Tá 8 lasca leictreonacha analógacha sa sliseanna le feidhm latch, ar féidir leo freagairt do 0 go +5V 8 voltas analógach. Déantar an comhartha a thiontú i roinnt ama, agus tógann sé thart ar 100us chun tiontú a chríochnú, agus mar sin tá an luas níos tapúla, ach tá réiteach íseal agus cruinneas neamhleor ag an sliseanna ADC0809, nach féidir leis riachtanais an chórais seo a chomhlíonadh agus ní úsáidtear é.

 

Rogha 2: Glacadh le tiontaire A/D lárnach dúbailte go leith ICL7135

Is tiontaire A/D é ICL7135 a úsáidtear go forleathan, tiontaire A/D lárnach le haschur dinimiciúil cód BCD. Is iad seo a leanas a saintréithe: cruinneas ard, aschur comhshó uathoibríoch polaraíocht, calabrú nialasach uathoibríoch, oibriú soláthair cumhachta aonair, agus aschur cód BCD dinimiciúil. Ós rud é go bhfuil an t-am comhtháthú dúbailte den mhodh comhtháthú dúbailte sách fada, tá an luas comhshó A/D mall, de ghnáth (3 go 10) uair / s. Ina theannta sin, tá comhtháthú an chomhartha trasnaíochta a athraíonn go tréimhsiúil náid, agus tá an fheidhmíocht frith-chur isteach sách maith freisin. I gcás an cruinneas céanna, tá an praghas níos ísle ná an tiontaire comhfhogasú comhleanúnach cineál A/D, agus mar sin tá sé níos oiriúnaí an cineál tiontaire A/D seo a úsáid nuair nach bhfuil an riachtanas luais ard.

 

Ag cur san áireamh riachtanais an braiteoir ultrasonaic le haghaidh tomhais achar  , úsáideann an dearadh an tiontaire ICL7135 A / D le cruinneas rialaithe ard. Ciorcad crua-earraí agus bogearraí design.The ciorcad crua-earraí an dearadh san áireamh an ciorcad córas íosta, rialú leibhéal leachtach agus ciorcad aláraim, a fháil comhartha agus ciorcad tarchurtha, méarchlár agus taispeáint modúl. Tá an LAP ceangailte le oscillator criostail de 11.0592MHz, atá comhdhéanta den chuid is mó de chuaird latch 74LS373, ciorcad díchódaithe 74LS138, cnaipí, gléas taispeána, ICL7135 agus a chiorcaid fhorimeallach tipiciúil, agus úsáideann 8255 chun an comhéadan I/O a leathnú. Taispeántar ciorcad íosta an chórais i bhFíor 2.

dearadh bogearraí

Úsáideann an chuid bogearraí den chuid is mó 51 sraith microcomputer aon-sliseanna mar an rialtóir, déantar voltas aschuir an braiteora a sampláil, déantar an luach samplála a chur i gcomparáid leis an luach socraithe, rialaíonn an microcomputer aon-sliseanna an comhla solenoid chun an leibhéal leachtach a choigeartú, leagann an t-óstach an luach ar an síneadh trí chumarsáid 485, agus rialaíonn an rialtóir síneadh an leibhéal leachtach síneadh. Áirítear leis an gcuid bogearraí cuid samplála ICL7135, cuid cumarsáide 485, cuid próiseála digiteach, cuid taispeána, cuid méarchlár agus mar sin de. D'fhonn na sonraí tomhais míchruinn de bharr gluaiseacht an braiteora ultrasonaic le haghaidh tomhais achair a sheachaint, cuirtear feidhm choigeartaithe nialasach go háirithe chun cruinneas an chórais a fheabhsú tuilleadh. Tá príomhshreabhchairt an chláir léirithe i bhFíor 4.

Torthaí turgnamhacha agus anailís

Is é an trealamh tástála atá ag teastáil ná iliméadar digiteach ard-chruinneas 4 dhigit 1/2, scála, agus ascalascóp digiteach dé-rian 100M.

Ó na sonraí thuas, is féidir linn a fheiceáil go bhfuil cruinneas sonraí tástála gach aonad braite den chóras an-ard, tá an luach taispeána criostail leachtach agus an luach tomhaiste an-gar don luach socraithe, tá caidreamh líneach le voltas aschuir an braite, agus caidreamh comhréireach áirithe leis an meáchan, Tá sé seo doscartha ó rogha na crua-earraí agus meaitseáil a paraiméadair agus rogha na n-halgartaim rialaithe bogearraí.

Achoimre dearadh

Úsáideann an dearadh seo crua-earraí cosúil le braiteoir ultrasonaic, ICL7135 agus sliseanna agus ionstraimí ard-chruinneas eile chun leibhéal leachtach a thomhas, ionas go mbeidh cruinneas leibhéal leachtach i bhfad níos airde ná an ceanglas nach sáraíonn an earráid leibhéal leachtach ± ​​0.3cm. Úsáideann an dearadh seo freisin cumarsáid MAX485, LCD taispeáint criostail leachtach OCM4X8C agus sliseanna agus comhpháirteanna eile, rud a fhágann go bhfuil an dearadh níos mó de réir riachtanais iarbhír an iarratais, agus go laghdaítear an deacracht a bhaineann le dearadh bogearraí dá réir. I mbogearraí, laghdaítear go héifeachtach an spás stórála a theastaíonn ón gclár trí úsáid a bhaint as modhanna ríomhchláraithe caighdeánaithe. Faoi láthair, úsáidtear an t-ábhar seo go príomha le haghaidh braite leibhéal screamhuisce.