Розробка методики розрахунку датчика кута нахилу - Курсовая работа

Міністерство освіти і науки України Інститут автоматики, електроніки та компютерних систем управління Курсова робота з дисципліни “Елементи та пристрої систем управління і автоматики”Жодна система управління не може працювати без інформації про стан обєкта управління та його реакції на вплив управління. Елементом системи, що забезпечує отримання такої інформації, є вимірювальний перетворювач. Такий підхід обумовлено перевагами електричних вимірювань, в першу чергу тим, що електричні сигнали можна легко і швидко передавати на великі відстані, перетворюючи в цифровий код, окрім того вони дозволяють забезпечити високу точність і чутливість. Сучасні тенденції в розвитку вимірювальних перетворювачів визначаються тим, що з одного боку, спостерігається різке зростання вимог до точності перетворювачів, з іншого різко розширяються сфера і масштаби їх застосування.При підключенні змінної напруги до затискачів такої обмотки в просторі, що оточує обмотку, виникає змінне магнітне поле в кожному витку вторинних обмоток індукується ЕРС. Вектор пронизує площину витка вторинної обмотки, потік цього вектора створює потокозчеплення з вторинною обмоткою і відповідно індукує ЕРС. Електромагнітний звязок в обмотках мають не тільки радіально розташовані провідники, але і лобові частини. Миттєві значення струму у всіх лобових частинах однофазної обмотки завжди співпадають по напряму, тому ЕРС, індукована в лобових частинах вторинної обмотки, при взаємному кутовому переміщенні обмоток ніколи не проходить через нуль. Для однозначного визначення повороту рухомого диска в межах періоду повторення кривої ЕДС вторинна обмотка розділена в загальному випадку на обмотки, електричні вісі яких зсунуті по відношенню до умовно першій на кути (i-номер обмотки) і утворюють, таким чином, симетричну - фазну систему.По-перше, це сумірність полюсного розподілу з повітряним зазором, що обумовлює значні потоки розсіювання, що доходять до 70-80% від корисного потоку; по-друге - для кругового індуктосина - неоднаковість лінійних розмірів полюсного розподілу уздовж радіусу і, нарешті, сумірність розмірів провідника з повітряним зазором. Не дивлячись на уявну простоту і симетрію обмоток кругового індуктосина, не існує аналітичного рішення для вихідного сигналу навіть для випадку квазістаціонарного поля; ситуація тим більше ускладнюється при обліку впливу струмів високої частоти, тому при рішенні доводиться вдаватися до спрощень. Необхідно помітити, що у будь-якому випадку вихідний сигнал індуктосина настільки малий, що використовування його без підсилювача із значними коефіцієнтами підсилення по напрузі і потужності неможливе, тому головною метою розрахунку є не стільки визначення точного значення вихідного сигналу, скільки встановлення залежності між вихідною ЕРС, коефіцієнтом електричної редукції і габаритними розмірами датчика. При розрахунку прийняті наступні допущення: 1) кільце, утворене провідниками обмоток, розгортається в смугу; крок між провідниками приймається рівним кроку на середньому діаметрі обмоток; Визначив з геометричних співвідношень, Підставляючи в цей вираз значення з формули (2.2), враховуючи вираз (2.1) і проводячи інтегрування за всією площею струмового шару, отримаємо: де, Виконав підстановку і враховуючи, що інтеграл виду дорівнює нулю, приведемо внутрішній інтеграл в виразі (2.6) до наступного вигляду: Цей інтеграл відомий: Підставляючи вирази, в формулу та обчисливши зовнішній інтеграл, отримаємо: За умови, що оточуючий обмотку простір не електропровідний і має магнітну проникність , магнітна індукція: тут прийнято позначення: Обчислимо ЕРС, індуковану у витку приймальної обмотки, складеному з двох провідників шириною які знаходяться один від одного на відстані .Параметри посадочного місця: ексцентриситет валу 0,01 мм; відхилення осі валу від осі обертання ; не перпендикулярність площини посадочного місця статора осі обертання ; гранична погрішність вимірювання повинна складати не більше 3". Визначаємо допустиме поле погрішності вимірювання Визначимо і Задамо тоді: звідси визначимо : Оскільки приймаємо конфігурацію провідника у формі сектора і . Визначаємо мінімально можливе число секторів обмотки N з умови звідси : та , тому мінімально можливе число секторів симетричної розподіленої обмотки дорівнює 8. Обираємо . Визначаємо допуск на випадкову погрішність ширини провідника і положення середньої лінії провідника.Реалізуємо розроблену методику розрахунку датчика кута нахилу магнітних елементів на ЕОМ. Для цього нам необхідні вхідні дані: частота струму збудження, густина струму збудження, число витків у фазі, внутрішній діаметр робочої ділянки обмоток, зовнішній діаметр робочої ділянки обмоток, конструктивні параметри. Ці вхідні дані потрібні для визначення вихідних даних-головних параметрів датчика. Для реалізації розробленої методики на ЕОМ використовується мова програмування Turbo С v3.0, яка є універсальною і застосовується при програмуванні багатьох систем.

Зміст

Вступ

1. Загальні відомості

2. Розробка методики розрахунку

3. Приклад розрахунку

4. Програма розрахунку

Висновок

Література

Анотація

Додатки