長(zhǎng)沙昱霆機(jī)電有限公司
Changsha Yuting electromechanical Co., Ltd
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3.1電流，電壓及電功率的測(cè)試
由壓縮機(jī)電機(jī)銘牌可知，電機(jī)額定電壓為DC 1500V（+300V，-200V），額定功率為12.2kW，該電機(jī)屬高壓直流電動(dòng)機(jī)。故本方案采用高壓電量隔離轉(zhuǎn)換裝置，可對(duì)DC2500V以下直流電壓進(jìn)行精確測(cè)量，短時(shí)過壓可達(dá)4000V，輸入輸出隔離電壓為3000V.電流測(cè)量采用額定20A的直流電量隔離轉(zhuǎn)換器，過載電流可達(dá)額定電流的10倍。由電量轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)確測(cè)出電壓，電流數(shù)值后，再由PC機(jī)計(jì)算出相應(yīng)的電功率。
3.2壓縮機(jī)氣路溫度測(cè)試
為保持本裝置與原試驗(yàn)裝置的相對(duì)獨(dú)立性，本方案另配備了一套溫度傳感器。其外形尺寸與原溫度傳感器一致，經(jīng)標(biāo)定后，制造相應(yīng)的溫度變送器，構(gòu)成溫度檢測(cè)裝置。設(shè)計(jì)要求的測(cè)溫范圍為-50～250℃，因此，擬采用線性度和精度都較好的鉑電阻溫度傳感器HEL-700.其阻-溫特性曲線近似為線性，其函數(shù)為：RT=R0（1+AT+BT 2 -100T 3 +CT 4）式中：RT為在T℃時(shí)電阻；R0為在0℃時(shí)的電阻；R0，A，B，C為已知的系數(shù)。由于傳感器所采集的信號(hào)為非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，溫度變送器考慮用恒流源及放大后續(xù)電路等將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（0～5V）。
3.3壓縮機(jī)壓力的控制與檢測(cè)壓縮機(jī)的氣體壓力控制由PID氣體壓力控制裝置和壓力調(diào)節(jié)執(zhí)行器來完成。PID氣體壓力控制裝置根據(jù)PC機(jī)發(fā)出的壓力給定指令和壓力傳感器檢測(cè)到的壓力反饋信號(hào)，經(jīng)PID綜合調(diào)節(jié)后輸出壓力調(diào)節(jié)信號(hào)，由壓力調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，以達(dá)到穩(wěn)定壓力的目的。壓力調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過步進(jìn)電機(jī)及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)閥的開啟程度來完成。
由于壓力檢測(cè)是壓力控制至為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其測(cè)試精度與整機(jī)的性能指標(biāo)有關(guān)，因此必須選擇精度高，可靠性高，溫度適用范圍寬的壓力傳感器。Honeywell公司出品的高精度40PC系列壓力傳感器能滿足以上要求。壓力傳感器將不同測(cè)量點(diǎn)的壓力信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳遞至PC機(jī)中進(jìn)行處理，顯示，控制等。
3.4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)試
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采用反射式紅外光檢測(cè)頭和數(shù)字脈沖電路構(gòu)成數(shù)字轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)。原理如圖2所示。檢測(cè)時(shí)在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)體上粘上一條與轉(zhuǎn)動(dòng)體有一定反差的反光條，將紅外檢測(cè)頭置于反光條的一定區(qū)域內(nèi)即可測(cè)出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過計(jì)數(shù)器和定時(shí)器傳至PC機(jī)，并進(jìn)行處理。
3.5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括A/D和D/A轉(zhuǎn)換兩部分。采用8路輸入，單電源供電以及分辨率為12位的數(shù)據(jù)采集芯片MAX197，能滿足A/D轉(zhuǎn)換的要求。其所有邏輯輸入和輸出都與TTL/CMOS電平相兼容。但該芯片本身的參考電壓精度較低，影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度，可采用外接參考電壓加以改進(jìn)。該芯片把上述傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)，供單片機(jī)和PC機(jī)通訊，進(jìn)行后續(xù)處理。D/A轉(zhuǎn)換的功能是把經(jīng)過處理的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量。它用來把PID控制系統(tǒng)所需的參數(shù)傳給壓力調(diào)節(jié)執(zhí)行器，達(dá)到控制高壓儲(chǔ)氣缸壓力的目的，使實(shí)際壓力與給定壓力保持在允許的誤差范圍內(nèi)。
3.6通訊裝置
通訊裝置用于完成單片機(jī)與PC機(jī)之間的通訊。本裝置擬采用串行通訊。當(dāng)設(shè)置好波特率并進(jìn)行一定的程序處理后，單片機(jī)把A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量經(jīng)處理傳至PC機(jī)中，使計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示等后處理。串行通訊可能遇到的問題是發(fā)送，接收不同步，可通過控制協(xié)議來解決<4>。
裝置采用串行通訊的物理標(biāo)準(zhǔn)為RS-232標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)定的信號(hào)電平及極性與TTL/CMOS電平不兼容，需要轉(zhuǎn)換。通常用集成芯片MCI1488把TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平，用芯片MCI 1489把RS-232電平轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS電平。在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中，電纜線的長(zhǎng)度不能超過30cm.本項(xiàng)目裝置符合該標(biāo)準(zhǔn)。
3.7壓縮機(jī)組被測(cè)參數(shù)的顯示
PC機(jī)部分用VisualBasic編程。通過各測(cè)量裝置檢測(cè)到的各個(gè)數(shù)據(jù)，最終全部匯總在PC機(jī)中，由PC機(jī)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)后在PC機(jī)的顯示屏上以表格，曲線或動(dòng)態(tài)形式顯示；亦可根據(jù)要求顯示統(tǒng)計(jì)規(guī)律，如顯示某一測(cè)量點(diǎn)的最小值，平均數(shù)等；也可用拷貝的形式打印試驗(yàn)報(bào)告，對(duì)最終結(jié)果和各數(shù)據(jù)超限進(jìn)行可靠保存。PC機(jī)部分要求人機(jī)界面操作盡可能方便，可以實(shí)時(shí)顯示，并對(duì)所出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)，有效處理。
3.8自動(dòng)試驗(yàn)裝置的保護(hù)
為使自動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)安全可靠地運(yùn)行，必須具有報(bào)警和強(qiáng)迫關(guān)機(jī)功能。為此，本裝置擬采用兩級(jí)報(bào)警：當(dāng)壓力超過第一個(gè)設(shè)定壓力值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，此時(shí)壓力尚未對(duì)壓縮機(jī)造成嚴(yán)重危害，因此可以由工作人員進(jìn)行適當(dāng)處理；當(dāng)壓力超過第二個(gè)設(shè)定壓力值（此壓力可能對(duì)壓縮機(jī)造成嚴(yán)重危害）時(shí)要強(qiáng)迫關(guān)機(jī)，同時(shí)報(bào)警給工作人員，以便于進(jìn)行維修檢查，防止發(fā)生嚴(yán)重事故。
