控制儀電路設(shè)計(jì)論文范文

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1電感線圈電感量的變化如何轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓?/p>

將電感線圈串入控制儀中如圖3所示的串聯(lián)諧振回路中，對(duì)于這個(gè)回路，其輸出電壓USC隨傳感器電感線圈電感量L變化的關(guān)系曲線可用圖4來表示。

2主動(dòng)測(cè)量控制儀的工作電路設(shè)計(jì)

2.1振蕩器電路的設(shè)計(jì)振蕩器電路的設(shè)計(jì)見圖6。由于在設(shè)計(jì)時(shí)始終使L0在整個(gè)工作區(qū)域內(nèi)大于3.6mH，故實(shí)際工作時(shí)，選用了右半邊曲線，即隨著工件內(nèi)孔的磨削，L0逐漸地增大，而USC則逐漸地減小，至此，被加工工件尺寸的變化就轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓敵隽恕?.3電信號(hào)的處理電信號(hào)的處理可用圖5所示的框圖來表示。振蕩器作為LC串聯(lián)諧振回路的交流電源，產(chǎn)生幅度(有效值)為1.1V，頻率為20kHz的正弦波，采用的是LC回路選頻振蕩。整個(gè)振蕩器分三級(jí):第一級(jí)由晶體管BG101及選頻回路(振蕩線圈T1的初級(jí)及電容C104)構(gòu)成;第二級(jí)由晶體管BG102、BG103構(gòu)成的復(fù)合管所組成的功率放大級(jí)組成，這樣可以提高振蕩器的帶負(fù)載能力;第三級(jí)是由大功率晶體管BG104所組成的輸出級(jí)。開機(jī)后，+12V電壓經(jīng)過電阻R101限流，使穩(wěn)壓管產(chǎn)生6V的穩(wěn)定電壓，流過穩(wěn)壓管D101的電流。這一穩(wěn)定的6V電壓作為振蕩管BG101集電極的電源，C101的作用是消除穩(wěn)壓管工作時(shí)的噪聲。這一6V的電壓經(jīng)過電阻R102的作用使BG101基極電位升高，基極電位的升高使發(fā)射極的電位也升高，發(fā)射極通過發(fā)射極電阻R103使選頻回路得電，于是，LC選頻回路就開始產(chǎn)生電磁振蕩，產(chǎn)生各種高次諧波。而其他頻率的振蕩則被抑制掉了。由于振蕩線圈的初級(jí)是在同一個(gè)磁芯上相同方向連續(xù)繞制而成的，所以任何瞬間點(diǎn)B的電壓都比點(diǎn)A的電壓高。正反饋電容C103的作用是使BG101的基極電壓繼續(xù)上升，這樣就形成了正反饋的作用，故振蕩器得以工作。電容C102與電阻R103的作用均是負(fù)反饋，用以改善正弦波的波形。正弦波經(jīng)振蕩線圈耦合到次級(jí)，送到后級(jí)功率放大，電阻R104與電阻R105構(gòu)成BG102的直流偏置電路，BG102的基極電壓:由于BG103發(fā)射極電位為5.14V，而正弦波的最大值為槡1.12=1.56V，故二極管D102始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，其作用是隔離，使信號(hào)無法倒流，電容C110將輸出波形中的直流分量隔去，使送到傳感器中去的為不含直流成分的正弦波。另外，電容C108、電位器W102組成基準(zhǔn)點(diǎn)取樣電路，基準(zhǔn)點(diǎn)的大小可調(diào)整W102得到，基準(zhǔn)點(diǎn)的大小決定了傳感器的前行程量(前行程量為控制儀電表示值，為0μm時(shí)二測(cè)點(diǎn)之間的距離與傳感器為自由狀態(tài)時(shí)二測(cè)點(diǎn)之間距離差的絕對(duì)值)。傳感器電壓線圈的信號(hào)經(jīng)耦合線圈T2，由信號(hào)取樣電位器W104的中心抽頭輸出。輸出信號(hào)也是純凈的正弦波，其幅度隨被加工工件尺寸的變化而變化。

2.2振蕩器輸出信號(hào)的整流濾波振蕩器輸出信號(hào)的整流濾波電路見圖9。由于輸出指示電表采用的是直流電流表，故需把電位器Wl04中心抽頭輸出的正弦波整流成直流信號(hào)，才能去電表指示，二極管D201A與二極管D202A及電容C204、C205就組成了整流濾波電路，三極管BG201、BG202組成的復(fù)合管如前所述一樣是功率放大器，信號(hào)經(jīng)電容C201耦合至BG201的基極，基極電位。信號(hào)由BG202的發(fā)射極輸出，該點(diǎn)的直流電位為7.2－1.4=5.8V。電容C203為隔直電容，將純凈的正弦波信號(hào)電壓送到二極管D201A、D202A去整流，電阻R204與R205組成整流二極管D202A的偏置電路，使D202A與D201A始終處于導(dǎo)通狀，導(dǎo)通后，D202A的正極電位為1.4V(直流)，這樣可提高檢波的靈敏度。信號(hào)電壓由電容C204取出后，由電阻R206、R207送到相加器IC201的反相端，振蕩板上的基準(zhǔn)電壓經(jīng)過另外一路反向極性的整流濾波電路，由電容C210取出后經(jīng)電阻R216、R208也送到相加放大器的反相端，與信號(hào)電壓相加后經(jīng)運(yùn)算放大器IC201作反相放大后由運(yùn)算放大器的6腳輸出。

2.3直流輸出信號(hào)的再處理振蕩器的輸出信號(hào)經(jīng)整流濾波后，由運(yùn)算放大器IC201的6腳輸出，其輸出信號(hào)分4路，分別為高低精度量程轉(zhuǎn)換電路、指示電路、線性補(bǔ)償電路及發(fā)訊電路。運(yùn)算放大器IC201的6腳輸出的一路進(jìn)行高低精度量程的電平比較轉(zhuǎn)換，該控制儀采用單電表來代替雙電表指示，故電表指針的二次回程中，電表滿刻度所代表的量程是不同的(相差10倍)，第一次回程時(shí)，電表滿刻度為500μm(每小格刻度為10μm)，第二次回程時(shí)，電表滿刻度為50μm(每小格刻度為1μm)，指針在50μm處實(shí)現(xiàn)量程的轉(zhuǎn)換。指示電路用發(fā)光二極管指示，指示高低量程擋位，指示磨削尺寸等。線性補(bǔ)償電路帶可調(diào)電位器，安裝在儀表板上供操作者調(diào)節(jié)。

發(fā)訊電路共有4擋，粗磨、精磨、光磨及到尺寸發(fā)訊，由于其發(fā)訊電路完全一樣，故只需取其中1路發(fā)訊為例，其余3路類推。由電阻R301、電位W301及電阻R302組成了發(fā)訊點(diǎn)的取樣電路，調(diào)節(jié)W301，可使該路的發(fā)訊點(diǎn)隨之而變。當(dāng)調(diào)節(jié)好W301中心抽頭的電位以后，運(yùn)放IC301的同相輸入端3腳的電位也就同時(shí)確定了，由于磨削開始時(shí)，IC201的輸出端6腳的電壓總是高于IC301的3腳電平，故IC301的輸出端6腳為低電平(－12V)，此時(shí)三極管BG301的發(fā)射結(jié)處于反偏，BG301不導(dǎo)通，J1不吸合，隨著磨加工的進(jìn)行，IC201的輸出端6腳(即IC301的反相輸入端2腳)的電壓逐漸下降，當(dāng)下降至IC301的2腳電壓低于3腳電壓時(shí)，IC301的輸出端6腳由原來的－12V變?yōu)?12V，此時(shí)，一方面使BG301的發(fā)射極處于正偏而導(dǎo)通，使繼電器J1動(dòng)作，另一方面使正反饋回路中的二極管D301導(dǎo)通，而使同相輸入端3腳的電位高于原設(shè)定值約0.23V(可通過計(jì)算得到)，從而使輸出端6腳的電位更加穩(wěn)定，這樣可使機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作穩(wěn)定。此電路中，二極管D305為保護(hù)二極管，當(dāng)IC301輸出端6腳為負(fù)時(shí)，D305導(dǎo)通，使三極管BG301的發(fā)射結(jié)的反偏電壓箝在0.7V，從而使BG301不至于因反偏電壓過大而損壞，二極管D309為泄放二極管，為繼電器線圈提供放電回路。

3主動(dòng)測(cè)量控制儀的應(yīng)用及性能指標(biāo)

磨加工主動(dòng)測(cè)量儀主要由主動(dòng)測(cè)量控制儀和主動(dòng)測(cè)量裝置(或手動(dòng)測(cè)量裝置)組成［5］。主動(dòng)測(cè)量控制儀與內(nèi)圓磨自動(dòng)檢測(cè)規(guī)等各種檢測(cè)裝置配合使用，可廣泛應(yīng)用于全自動(dòng)磨床，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外徑磨加工主動(dòng)測(cè)量，以提高加工精度和生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化，是軸承、汽車行業(yè)必備檢測(cè)儀器。目前該產(chǎn)品主要與無錫機(jī)床廠生產(chǎn)的內(nèi)圓磨床配套，也與成都機(jī)床廠生產(chǎn)的內(nèi)圓磨床配套。

作者：俞建軍單位：浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院