WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«Миниатюрный датчик вращения ВГ103ПТ (приложение – цифровая версия ВГ103ПД) В настоящем руководстве содержатся: - сведения по устройству; - советы по использованию и установке. ВГ103ПТ – это ...»

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

Миниатюрный датчик вращения ВГ103ПТ

(приложение – цифровая версия ВГ103ПД)

В настоящем руководстве содержатся:

- сведения по устройству;

- советы по использованию и установке .

ВГ103ПТ – это миниатюрный сверхмалошумящий прецизионный

волоконно-оптический гироскоп:

0.02 град/ час шум

сдвиг

1 град/час

потребление

0.7 Вт

55 г вес По совокупности точностных, энергетических и габаритно-массовых характеристик в настоящее время не имеет аналогов на рынке. ВГ103 содержит в общем пластиковом корпусе:

чувствительный к вращению волоконно-оптический блок (ОБ); плату аналоговой электроники для обработки оптического сигнала и контроля компонентов. Особенностью модели является практически полное отсутствие металлических узлов .

Изготавливается с использованием патентованной технологии, когда все оптические компоненты формируются последовательно вдоль одного отрезка оптического волокна .

Несмотря на пластиковый корпус, ВГ103 отличается очень высокой механической прочностью и переносит предельно жесткие ударные и вибрационные перегрузки .

Схема прямого оптического преобразования, используемая в ОБ, обеспечивает оптимальную модуляцию и фильтрацию оптического сигнала вращения. Плата электроники преобразует оптический сигнал и детектирует его компоненту на частоте 75 кГц. Напряжение U на дифференциальном выходе датчика пропорционально скорости его вращения. Датчик готов к измерению практически мгновенно (20 мс) после подачи питания +5В .



ОБЩЕЕ ВГ103 разработан с требованием прочности в предельно жестких температурных и механических условиях. Должен устанавливаться внутри сухого отсека и храниться при низкой влажности .

Электроника не имеет защиты от перенапряжения или напряжения неправильной полярности .

Корпус датчика не герметичен (время выравнивания влажности 30 часов). Влага внутри датчика – главный фактор риска и, наряду с неправильным питанием, является основной причиной сокращения срока службы. Рекомендуется рассматривать ВГ103 как деликатное устройство, чувствительное к статическому разряду и повышенной влажности. Ошибки при подключении могут привести к необратимому отказу или сокращению срока службы .

Некорректная установка и считывание сигнала могут ухудшить измерительные характеристики прибора или его помехоустойчивость. Необходимо избегать деформации корпуса и выходных контактов – следуйте рекомендациям по установке и подключению, приведенным далее .

При возникновении сомнений при подключении, установке или применении ВГ103 рекомендуем обратиться к разработчику. Это позволит избежать ошибочных действий, результатом которых может быть отказ или некорректная работа датчика .

ПИТАНИЕ Для нормального функционирования использовать стабилизированное и хорошо отфильтрованное напряжение 5В (±5%). Превышение питания приводит к перегреву некоторых компонентов и, в итоге, к выходу прибора из строя. Импульсы напряжения в линии питания (например, множественные прерывания питания/заземления) могут дойти через емкостные мосты до чувствительных компонентов (СЛД) и привести к их пробою .

ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Выходной сигнал датчика U поставляется через два контакта (OUT-, OUT+). Напряжения на контактах (U+, U-) имеют начальное смещение U0 =1В относительно GND (Общий питания). Знаки зависимости от угловой скорости на выходах OUT- и OUT+ - противоположные .





Использование дифференциального съема сигнала U = (U+ – U-) позволяет минимизировать шумы и погрешности считывания .

–  –  –

МК – масштабный коэффициент, типичное значение 6 мВ/град/с, ± 15% - технологический разброс индивидуальных коэффициентов. Диапазон выходных напряжений ±2В – адаптирован к большинству АЦП. Импеданс каждого выхода 1 кОм относительно GND. Определяется защитными резисторами (см. рекомендуемую диаграмму подключения) .

ДИАГНОСТИКА

Отказ датчика (существенное изменение реакции на вращение, либо ее отсутствие) в большинстве случаев определяется при анализе начального смещения и/или тока потребления. Смещение возвращается как U0 = ·(U+ + U-)*. Признаки отказа:

- отклонение U0 от номинала более 10% (99%);

- отличие тока потребления от паспортного более 20 мА (70%) .

* в цифровой версии датчика – ВГ103ПД U0 является диагностическим сигналом DS и входит в состав цифровых данных .

УСТАНОВКА Для фиксации ВГ103 можно применять винтовое соединение, клеевое соединение, поджим к установочной поверхности .

- Винтовое соединение Использовать винты М2 – М3 (момент = 3-7Н*см) через отверстия 4.5 мм на фланцах. Во избежание разрушения корпуса рекомендуется использовать эластичные прокладки под шайбы .

- Клеевое соединение Хорошие результаты в широком диапазоне температур дает применение силиконовых клеев при толщине клеевого шва 0.1-0.2мм. Применяйте специфические активаторы поверхности .

Для аккуратного съема используйте лезвие. В некоторых случаях удобно применить двусторонний скотч. Для проверки клеевого метода можно запросить муляж датчика (пластиковый корпус)

- Поджим Датчик можно фиксировать поджатием к установочной поверхности. Усилие поджатия нужно прикладывать вдоль направляющей цилиндрической части корпуса. Величину силы разумно выбирать с учетом веса датчика и условий эксплуатации .

- Установочная поверхность Применение в условиях вибраций требует внимания к установочной поверхности, т.к. из-за относительной мягкости корпус ВГ103 может следовать за вибрационной деформацией основания .

Главный резонанс (с учетом установленного датчика) должен находиться за пределами спектра возможных вибраций. В противном случае может резко возрасти чувствительность показаний к вибрациям на высоких частотах .

ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Используйте легкие и гибкие провода (кабели). Рекомендуется механически фиксировать соединительные провода в непосредственной близости (10-20мм) от контактов выходного разъема .

Это позволяет предотвратить механическую нагрузку на контакты в условиях вибраций и ударов .

Можно использовать свободную верхнюю поверхность датчика для клеевой фиксации кабеля или легкого зажима. Следите, чтобы изгибы проводов или кабеля не привели к деформации контактов .

Убедитесь в отсутствии «земляных» петель. Проверьте необходимость экранирования подводящего кабеля с учетом его длины .

ПРИМЕНЕНИЕ ВГ103 является практически совершенным датчиком абсолютной угловой скорости U = МК· .

Выходное напряжение (разность напряжений на выходных контактах) строго пропорционально угловой скорости вращения и мгновенно на нее реагирует (0.1 мс). Датчик готов к работе в течение 20 мс после подачи питания. Переходные явления при самопрогреве практически отсутствуют .

Существуют незначительные отклонения от «идеальности». Они проявляются как слабые зависимости выходного сигнала от «посторонних» физических факторов и приводят к погрешности измерения (преобразования). Разделяются на три группы: шумы, погрешности сдвига, погрешности масштабного коэффициента .

Шум – естественные квантовые флуктуации светового потока и электрический шум электронных цепей приводят к выходному шуму 2 мкВ/ Гц, который имеет равномерную спектральную плотность в рабочей полосе частот датчика 0- 1 кГц. Датчик не реагирует на постоянное ускорение, однако, есть слабая реакция на вибрацию через динамическую деформацию корпуса U a ( d g / d t ). Отклик пропорционален частоте и амплитуде вибрации (для частот 1 кГц), для оценки использовать 1 мкВ/g на частоте 100Гц. Широкополосная вибрация приводит к некоторому увеличению выходного шума, но не сдвига

Сдвиг – имеет несколько независимых компонентов:

а) «электронный» - U 0 ( t ° ) - хорошо воспроизводимый и стабильный при постоянной температуре сдвиг, определяемый смещениями операционных усилителей и погрешностями детектирования сигнала. Его типичное значение 0.1мВ. Примерно линейно зависит от температуры с таким же размахом в рабочем диапазоне (-40С…+70С). Хорошо моделируется .

б) «оптический» - U b ( t ) - нестационарный сдвиг интерференционной природы. Проявляется как медленные вариации сигнала (10с – 100с) даже при постоянной температуре. Этот сдвиг определяет предельную стабильность датчика. Для ВГ103 типичная амплитуда вариаций 5 мкВ .

Практически не моделируется .

в) «магнитный» - U M ( H ) - сдвиг, определяемый линейными эффектом Фарадея и «нефарадеевским» откликом. Оптическая архитектура датчика уменьшает магнитный отклик, так, что типичное значение не превышает 5 град/час на 1 Гаусс. Тонкой регулировкой поляризации можно технологически уменьшить магнитный отклик до 1 град/час на 1 Гаусс. Эта процедура магнитная фильтрация» - может быть проделана по заказу при изготовлении датчика. Остаточный «нефарадеевский» сдвиг может быть подавлен только при использовании экрана .

Масштабный коэффициент - т.к. сигнал вращения получается интерференцией оптических волн - он зависит от температуры (через длину волны светодиода), а на границе измерительного диапазона – отклоняется от линейной зависимости (5-10%) .

М К ( t °, ) = М К · k t · k, k = 1 - K 2 ( /m ) 2, k t = 1 + T1· t ° + … Зависимость от температуры k t почти линейная и моделируется с ошибкой 0.1-0.3% .

Датчик после изготовления проходит температурный тест. Проверяются температурные зависимости:

тока потребления, МК, сдвига, шума. На рис ниже – типовой отчет ПСИ (датчик №052671) .

ПРИЛОЖЕНИЕ

ИНТЕРФЕЙС И ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ВЕРСИИ ДАТЧИКА

В цифровой версии датчика - ВГ103ПД дополнительно устанавливается плата АЦП для преобразования сигналов аналогового датчика. Она содержит 24-разрядный АЦП ADS1251, несколько 10-разрядных АЦП и процессор на базе PIC16F873. Плата АЦП выполняет следующие функции:

- 24-х разрядное преобразование выходного напряжения U в последовательный код;

- 10-и разрядное преобразование «медленных» сигналов температуры, тока потребления, напряжения питания, диагностического сигнала DS. Эти дополнительные данные (Xdata) используются для диагностики состояния, температурной коррекции и т.п.);

- передача данных в виде последовательного цифрового кода по стандарту RS232 .

Стандарт RS232 обеспечивает надежную и помехозащищенную передачу цифровых данных. В стандарте RS232 вся информация передается в виде пакета (посылки) из нескольких последовательных байтов. Байт это восьмиразрядное двоичное число. Поэтому для передачи, например, 24 разрядного числа требуется три байта, а 10 разрядного – два байта. Алгоритм кодирования и расшифровки передаваемых данных определяется протоколом связи. Протокол связи также определяет: скорость передачи и параметры установки порта, частоту обновления передаваемых данных, методы контроля истинности принимаемой информации .

Расположение платы АЦП непосредственно в корпусе датчика позволило увеличить помехозащищенность и надежность передачи данных угловой скорости и располагать датчик на достаточном удалении (до 3-х метров) от ВУ потребителя. В отличие от аналоговой версии, цифровой датчик готов к работе в течение 1с после подачи питания. Цифровой Датчик может быть подключен непосредственно к персональному компьютеру .

Электрический интерфейс

–  –  –

Мода порта по умолчанию - 115 кБод, частота обновления 1200 Гц ± 100ppm, эффективная полоса – 300 Гц .

Опции (при заказе):

38 кБод, частота обновления 300.0 Гц ± 100 ppm, эффективная полоса сигнала 100 Гц .

9.6 кБод, частота обновления 75.00 Гц ± 100 ppm, эффективная полоса -30 Гц .

* плата АЦП имеет также «скоростную» моду -115 кБод с частотой обновления 4.8 кГц и эффективной полосой 1.6 кГц. В этой моде передаются только «усеченные» 14-разрядные данные угловой скорости без дополнительных данных. При этом АЦП (цена младшего разряда 305 мкВ) не разрешает шум аналогового датчика 2 мкВ/Гц ( 60 мкВ в рабочей полосе 1 кГц) .

Запаздывание цифрового значения угловой скорости Запаздывание цифрового значения угловой скорости составляет не более 1.5 периода (Т=1/1200 в основной моде) обновления данных. Это следует из того, что значение измеренной угловой скорости относят к средине интервала измерения, а время передачи данных меньше Т .

Формат и структура данных Передача данных о скорости вращения (U ) осуществляется в 24 разрядном формате (тремя байтами), а дополнительных данных - в 16 разрядном формате (двумя байтами для каждой величины). За один сеанс связи по каналу RS232 передается посылка из восьми байт, включающих три байта данных скорости и один байт данных одного из дополнительных «медленных» данных, также байт синхронизации, байт с номером байта «медленных» данных, и два байта контрольного слова .

Таблица 1 Структура данных, передаваемых по интерфейсу RS232 .

–  –  –

Применение При работе с цифровым датчиком необходимо учитывать искажение сигнала ВОГ при преобразовании в цифру. Так, компоненты выходного сигнала (при угловой, линейной вибрации), на высоких частотах (более 600 Гц) детектируются некорректно. Рекомендуется обеспечить отсутствие или физическое демпфирование угловых и линейных вибраций, поскольку




Похожие работы:

«М. П е н ж и е в О КЯРИЗНОМ ОРОШЕНИИ И ОРОШЕНИИ ЛАГЫМАМИ В ТУРКМЕНСКОЙ ССР Туркмения принадлежит к числу тех стран Востока, в которых, к а к отмечал Ф . Энгельс, первым условием земледелия является искусственное...»

«О внесении изменений в Требования к обеспечению защиты информации в автоматизированных системах управления производственными и технологическими процессами на критически важных объектах, потенциаль...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Л.Б. Беграмбеков МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ ИОННОМ И ПЛАЗМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ Москва 2001 УДК 621.039.531 Беграмбеков Л.Б. Модификация поверхности твердых тел при ионном и плазменном воздейс...»

«1 Протокол № ЗКЭФ-АХО-35 Заседания Единой комиссии Заказчика (АО "КСК") г. Москва 27 марта 2017 г. Заказчик: Акционерное общество "Курорты Северного Кавказа" 1. (далее АО "КСК", ИНН 2632100740).На заседании Единой комиссии присутствовали: 2. Исаев Сергей...»

«Руководство по эксплуатации TCP/IP цифровые системы v4.0 Android Внутренние мониторы BAS IP Revision 02 Примечание Для правильной установки следуйте дальнейшей инструкции. Если у Вас возникли трудности с установкой и эксплуатацией, пожалуйста, свяжитесь с ваши...»

«1 Протокол № АЭФ-АХО-119/2 проведения открытого аукциона в электронной форме (АО "КСК") г. Москва 09 февраля 2017 г. Заказчик: Акционерное общество "Курорты Северного Кавказа" 1. (далее АО "КСК", ИНН 2632100740).На заседании Единой комиссии присутствовали: 2. Исаев Сергей Петрович, Вильк Свято...»

«WHITE PAPER Глобальная открытая экосистема для гейм-индустрии Cryptocurrency: Gamefuel Taras Dovgal, Alexandr Isaev 24 august 2017 www.gamemachine.io hello@gamemachine.io ОГЛАВЛЕНИЕ Game Machine Преимущества Game Machine Базовые принципы сети Game Machine Ц...»

«08.02.10 Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ Цели и задачи учебной практики: формирование у обучающихся общих и профессиональных компетенций, приобретение опыта практической работы по спе...»

«Сорта Магази Технический Мойк Отел Парковк АДРЕС ТИП АЗС ТРАССА Кафе топлива н Пост а ь а М5,1222 км. Северный район (правая сторона по напр.движения МоскваПартнеры М5 Уфа) Фед.трасса Москва-Уфа 1099 км.; по левой стороне по направлению на Уфу Партнеры М7 X X Санкт-Петерб...»






 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.