Электроника и микропроцессорная техника: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и расчетно-графической работе, страница 12

Датчик Д преобразует усилие F резания в электрическое напряжение

,                                                 (12.1)

где g- коэффициент преобразования.

При использовании тензометрических датчиков напряжение  невелико (несколько десятков мВ). Поэтому в измерителе установлен усилитель У, выходное напряжение которого

,                                              (12.2)

где  - коэффициент усиления усилителя У.

В процессе резания инструмент нагревается и поэтому на напряжение  накладывается (суммируется) гладкая помеха , вызванная изменениями температуры инструмента. Так как скорость изменения помехи  существенно меньше скорости изменения полезного сигнала , то от нее (помехи) можно отстроиться при помощи фильтра верхних скоростей ФВС, скорость  настройки фильтра которого выбирается несколько больше максимальной скорости изменения помехи . Тогда ФВС будет успевать компенсировать помеху , и на его выходе будет выделяться только полезный сигнал

,                                              (12.3)

где  - коэффициент передачи фильтра верхних скоростей.

Вибрация инструмента также создает помеху  с более высокой частотой, чем изменения полезного сигнала  (или усиленного сигнала ). С целью устранения “высокочастотной” помехи  в измерителе установлен фильтр нижних частот ФНЧ, настроенный на частоту  среза, которая существенно ниже, чем частота  помехи . Тогда, в результате отстройки ФНЧ от переменных помех  частотой , напряжение  на выходе ФНЧ будет

,                               (12.4)

где ,

        - коэффициент передачи фильтра ФНЧ.

Это напряжение  подано на измерительный прибор ИП (вольтметр), шкала которого a проградуирована в единицах измерения усилия резания

,                                   (12.5)

где .

Это же напряжение  подано на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП, который преобразует напряжение  в цифровой двоичный код, который передается на вход регистра микропроцессора МП.

Варианты заданий

Построить градуировочную характеристику по уравнению (12.4).

13. Измеритель амплитуды и частоты вибрации

Контроль за состоянием сложных сооружений (мостов, зданий, плотин гидроэлектростанций и т.д.), сейсморазведка полезных ископаемых, измерений вибраций фундамента станков, постоянные наблюдения за сейсмическими явлениями в земной коре и пр. предопределяют необходимость в информации об амплитуде и частоте вибраций.

На рис.13.1 приведена блок-схема измерителя амплитуды и частоты вибраций фундаментов станков и самих станков в машиностроении и других отраслях промышленности.

Датчик Д преобразует вибрации  в электрическое напряжение  частотой  (частота вибрации). Часто, в том числе и здесь, в качестве датчика используют малогабаритный и простой пьезокерамический датчик ПКД, имеющий большое внутренне сопротивление. Напряжение  при помощи усилителя У1 усиливается до напряжения

,                                    (13.1)

где  - коэффициент усиления усилителя У1,

g- коэффициент преобразования датчика.