Розробка інформаційно-вимірювальної системи для перевірки гідромоторів (стр. 6 из 8)
Допускається представляти залежність у виді n=f(Q).
Для побудови графіка залежності частоти обертання від витрати варто вимірювати частоту обертання при діапазоні витрати від його мінімального Qminдо номінального Qном. значень при трьох значеннях перепаду тисків (0,5 Δpном.; Δpном.; Δpmax.)
Залежність частоти обертання від перепаду тисків варто представляти у виді графіка:
де n — поточне значення частоти обертання, об/хв;
nном. — номінальна частота обертання, об/хв;
Δр —поточне значення перепаду тисків, МПа;
Δрном. — номінальний перепад тисків, МПа.
Типова форма графіка залежності частоти обертання від перепаду тисків
наведена на рис. 2.5. 
1-
; 2- 
; 3- 
; 4- 
Рисунок 2.5 Залежність частоти обертання від перепаду тисків
Допускається представляти залежність у виді n=f(p).
Для побудови графіка залежності частоти обертання від перепаду тисків варто вимірювати параметри не менш чим при чотирьох значеннях витрати робочої рідини в діапазоні від його мінімального до номінального значення з рівним інтервалом: 0,25Qном; 0,5 Qном; 0,75 Qном; Qном..
Для регульованих гідромоторів з безступінчастою зміною робочого об’єму, графічні залежності варто представляти для чотирьох значень робочого обсягу з рівним інтервалом: V0; 0,75 V0; 0,5 V0; 0,25 V0.
Для ступінчато-регульованих гідромоторів графічні залежності варто представляти для кожної ступіні робочого об’єму.
Для гідромоторів з автоматичною зміною робітничого об’єму інтервали встановлюваних параметрів вказують у стандартах або технічних умовах на гідромотори конкретного типу.
2.3Оформлення результатів повірки
Результати усіх видів випробувань, крім приймально-здавальних, варто оформляти за ДСТ 22976—78.
Результати приймально-здавальних випробувань варто оформляти у такий спосіб: у журнал приймально-здавальних випробувань щомісяця варто вносити запису про кількість випробуваних гідромоторів кожної моделі; про кількість гідромоторів, що не витримали випробувань, із указівкою моделі і показників, що не відповідають стандартові або технічним умовам на гідромотори конкретного типу; на кожен гідромотор або партію гідромоторів, що відправляються одному споживачеві, варто оформляти свідоцтво про приймання відповідно до ДСТ 2.601—68.
Допускається не оформляти свідоцтво про приймання гідродвигунів, що встановлюють на вироби, що випускаються підприємством-виготовлювачем цих гідромоторів. При цьому гідромотори повинні мати клеймо технічного контролю підприємства-виготовлювача.[4]
3. Розробка структурної схеми
Інформаційно-вимірювана система для повірки параметрів гідромоторів повинна виконувати наступні функції:
- вимірювати параметри тиску на вході та виході, різниці тиску і
температури;
- вибір відповідного вхідного каналу;
- аналого-цифрове перетворення вхідного сигналу з обраного аналогового каналу;
- передача отриманих даних по послідовному каналу;
- перетворення рівнів напруги, тобто узгодження вихідних сигналів мікроконтролера з рівнями напруги інтерфейсу RS-232.
Відповідно до визначених функцій, побудована структурна схеми інформаційно-вимірювана система для повірки параметрів гідромоторів, що представлена в додатку А.
Мікроконтролер (МК) має вбудований аналого-цифровий перетворювач на 8 каналів. Для вибору каналу використовується, аналоговий мультиплексор. Тобто номер каналу задається програмно, при цьому відповідний канал аналоговим мультиплексором комутується з входом аналого-цифрового перетворювача, який виконує перетворення вхідного аналогового сигналу у цифровий код. Отримане двійкове слово передається в лінію зв’язку вбудованим універсальним асинхронним приймачем-передавачем. Вихідний сигнал МК узгоджується з інтерфейсом RS-232 схемою узгодження рівнів. Отриманий сигнал через СОМ порт передається до ЕОМ.
4. Розробка інформаційно-вимірюваної системи для повірки параметрів гідромоторів
4.1 Вибір мікроконтролера
Для реалізації задач бакалаврської роботи використовується 8-розрядний мікроконтролер фірми Atmel серії AT90S8515.
КМОН мікроконтролери AT90S8515 реалізовані по AVR RISC архітектурі (Гарвардська архітектура з роздільною пам'яттю і роздільними шинами для пам'яті програм і даних). Виконуючи команди за один тактовий цикл, прилади забезпечують продуктивність, що наближається до 1 MIPS/МГЦ. AVR ядро об'єднує потужну систему команд з 32 8-розрядними регістрами загального призначення і конвеєрне звернення до пам'яті програм. Шість з 32 регістрів можуть використовуватися як три 16-розрядних регістра-покажчика при побічній адресації простору пам'яті. Виконання відносних переходів і команд виклика реалізується з прямою адресацією всього обсягу (4К) адресного простору. Адреси периферійних функцій містяться в просторі пам'яті вводу/виводу. Архітектура ефективно підтримує як мови високого рівня, так і програми на мовах асемблера.
Мікроконтролери містять: 4 Кбайт програмованого Flash, 128 байт СОЗП і 256 байт програмованого ЕСППЗП, 20 ліній вводу/виводу загального призначення, 32 регістри загального призначення, два таймера/лічильника з режимом захоплення і порівняння, 6-канальний 10-розрядний аналого-цифровий перетворювач, систему внутрішніх і зовнішніх переривань, програмований послідовний UART, програмований сторожовий таймер з внутрішнім генератором, послідовний порт з інтерфейсом SPI. Програмно управляються два режими енергозбереження. В пасивному режимі (idle) ЦПУ зупиняється, але СОЗУ, таймери/лічильники, порт SPI, сторожовий таймер і система переривань залишаються активними. В стоповому режимі (power down) зупиняється тактовий генератор і, отже зупиняються всі функції, доки не надійде сигнал зовнішнього переривання або апаратного скидання, але зберігається вміст регістрів.
Вбудована Flash пам'ять програм може перепрограмовуватися безпосередньо в системі шляхом інтерфейсу SPI (в послідовному низьковольтному режимі) або програмуватися стандартними програматорами енергонезалежної пам'яті (в 12-вольтовому паралельному режимі).
Максимальне споживання приладів в активному режимі складає 3.0 мА і в пасивному режимі 1.2 мА (при VCC =3 В і f = 4 МГЦ). В стоповому режимі, при працюючому сторожовому таймері, мікроконтролер споживає 15 мкА.
Об'єднання на одному кристалі вдосконаленого 8-розрядного RISC ЦПУ з Flash ПЗУ, яка завантажується дозволило фірмі створити потужний мікроконтролер, що забезпечує високу гнучкість і економічність в використанні приладу в якості вбудованого контролера.
Port B (PB5... PB0) 6-розрядний двонаправлений порт I/O із вбудованими навантажувальними резисторами. Вихідні буфери забезпечують втікаючий струм 20 мА. При використанні виводів порта в якості входів і установці зовнішнім сигналом в низький стан, струм буде витікати тільки при підключених вбудованих навантажувальних резисторах. Порт B використовується також при реалізації різноманітних спеціальних функцій.
Port C (PC5... PC0) 6-розрядний двунаправлений порт I/O із вбудованими навантажувальними резисторами. Вихідні буфери забезпечують втікаючий струм 20 мА. При використанні виводів порта в якості входів і установці зовнішнім сигналом в низький стан, струм буде витікати тільки при підключених вбудованих навантажувальних резисторах. Входи порта використовуються також як аналогові входи аналого-цифрового перетворювача.
Port D (PD7.. PD0) 8-розрядний двунаправлений порт I/O із вбудованими навантажувальними резисторами. Вихідні буфери забезпечують втікаючий струм 20 мА. При використанні виводів порта в якості входів і установці зовнішнім сигналом в низький стан, струм буде витікати тільки при підключених вбудованих навантажувальних резисторах. Порт D використовується також при реалізації різноманітних спеціальних функцій.
RESET Вхід скидання. Для виконання скидання необхідно утримувати низький рівень на вході протягом двох машинних циклів.
XTAL1 Вхід інвертуючого підсилювача генератора і вхід схеми вбудованого генератора тактової частоти.
XTAL2 Вихід інвертуючого підсилювача генератора.
AVCC Напруга живлення аналого-цифрового перетворювача. Вивод під’єднується до зовнішнього VCC через низькочастотний фільтр.
AREF Вхід аналогової напруги порівняння для аналого-цифрового перетворювача. На цей вивод, для забезпечення роботи аналого-цифрового перетворювача, подається напруга в діапазоні між AGND і AVCC.
AGND Цей вивод повинен бути під’єднаний до окремої аналогової землі, якщо плата оснащена нею. В іншому випадку вивод під’єднується до загальної землі.
Для живлення ADC використовуються два окремих входи: AVсс і AGND. Вхід AGND повинен бути приєднаний до GND в якомусь одному місці, а напруга AVсс не повинна відрізнятися від напруги Vсс більш ніж на 0,4 В. Зовнішня напруга порівняння подається на вхід AREF і повинна бути в діапазоні від 2,7 В до AVсс.
Схема включення мікроконтролера АТ90S8515 показана на рисунку 4.1.
Рисунок 4.1 – Схема включення мікроконтролера
Мікроконтролер АТ90S8515 має такі технічні характеристики:
- діапазон напруги живлення: від 2,7 до 6,0 В;
- діапазон тактової частоти: від 0 до 4 МГц;