Ki sa ki akizisyon done?

Metòd akizisyon done

Single selil vòltaj deteksyon metòd

Modil akizisyon vòltaj selil batri a se yon eleman enpòtan nan sistèm jesyon batri pouvwa a. Pèfòmans li yo ak presizyon detèmine presizyon nan jijman sistèm nan enfòmasyon sou estati batri a, ak plis afekte aplikasyon an efikas nan estrateji kontwòl ki vin apre. Metòd souvan itilize pou detekte vòltaj selil yo enkli metòd etalaj relè, metòd sous aktyèl konstan, metòd akizisyon anplifikatè operasyon izole, metòd akizisyon sikwi konvèsyon vòltaj / frekans, ak metòd akizisyon anplifikatè optocoupler lineyè.

1. Metòd etalaj relè

Figi 8-6 montre dyagram blòk yon sikwi akizisyon vòltaj batri ki baze sou metòd etalaj relè a. Li konsiste de yon Capteur vòltaj tèminal, yon etalaj relè, yon chip konvètisè A-D (analòg{-a{-dijital), yon optokouple, ak yon multiplexeur. Pou mezire vòltaj tèminal n pil ki konekte an seri, n+1 fil bezwen konekte ak chak ne nan pake batri a. Lè w ap mezire vòltaj tèminal batri m-yèm lan, mikrokontwolè a voye yon siyal kontwòl korespondan, ki chwazi relè ki apwopriye a atravè multiplexeur, optocoupler, ak sikwi kondwi relè a, konekte fil m{-èm ak m+1-yèm ak chip konvètisè A-D. Tipikman, rezistans nan aparèy yo chanje se relativman ti, ak erè a ki te koze pa rezistans a nan aparèy yo chanje se prèske neglijab apre konbine avèk yon sikwi divize vòltaj. Anplis de sa, estrikti sikwi a tout antye se senp; sèlman rezistans divize vòltaj yo, chip konvètisè AD, ak presizyon referans vòltaj afekte presizyon rezilta final la. Erè yo nan rezistans yo ak chip la ka anjeneral fè piti anpil. Se poutèt sa, metòd la etalaj relè se pi apwopriye pou aplikasyon ki mande segondè mezi vòltaj batri endividyèl ak gwo presizyon.

2. Constant Kouran Sous Metòd

Prensip debaz nan akizisyon vòltaj batri paralèl lè l sèvi avèk yon sikwi sous aktyèl konstan se konvèti vòltaj tèminal batri a nan yon siyal aktyèl lineyè chanje san yo pa itilize yon rezistans konvèsyon. Sa amelyore kapasite anti-entèferans sistèm lan. Nan yon sèl pake batri etap -, paske vòltaj tèminal batri a relativman ba, jeneralman ant 2V ak 5V, vòltaj la relativman estab pandan egzeyat, kidonk amelyore kapasite anti-entèferans sistèm lan. Se poutèt sa, yo souvan chwazi yon sèl -anplifikatè operasyonèl nan pwosesis konsepsyon an pou reyalize sa a. Akòz diferans ki genyen nan konsepsyon sikwi ak aplikasyon, sikui sous aktyèl konstan ka pran anpil fòm diferan.

Sikwi yo montre nan Figi 8-7 se youn nan egzanp sa yo; li se yon sikwi sous kouran konstan ki konpoze de yon seri-seleksyon anplifikatè operasyonèl ak yon izole-tranzistò jaden-efè pòtay.

Jan nou ka wè nan estrikti a nan anplifikatè operasyonèl la, sikwi sa a se yon sikwi anplifikatè milti-etap dirèk-kouplè ak gwo pwogrè louvri-bouk ak gwo fidbak negatif. Etap opinyon li yo sèvi ak yon sikwi anplifikatè diferans epi li entegre sou menm chip Silisyòm, sa ki lakòz pèfòmans ekselan matche ant de la, ak etap entèmedyè a gen gwo kapasite anplifikasyon. Ki baze sou prensip sikui diferans, sikwi sa a gen gwo kapasite rejè siyal mòd komen -. Se poutèt sa, lè w ap itilize yon anplifikatè operasyonèl pou mezire vòltaj selil endividyèl yo nan yon pake batri, gwo rejè mòd komen -ak kapasite anplifikasyon ap amelyore presizyon mezi a. Yon -gate field-efè izole tranzistò (IGFET) se yon aparèy semi-conducteurs ki itilize efè jaden elektrik sikwi antre a pou kontwole aktyèl sikwi pwodiksyon an. Lè li opere nan rejyon rezistans varyab la, pwodiksyon drenaj aktyèl la I lineyèman ki gen rapò ak drenaj D '-sous vòltaj la Us. Anplis de sa, enpedans pòtay-sous tranzistò a trè wo, sa ki lakòz yon ti kouran flit, alòske drenaj-sous sou-rezistans la piti anpil, sa ki lakòz yon gout vòltaj ki ba anpil nan-eta. Figi 8-7 sèvi ak yon P-chanèl amelyorasyon-mod jaden-efè tranzistò (FET), epi yon dyod Zener konekte pou kenbe yon pòtay konstan-sous vòltaj Ucs. Anplifikatè operasyonèl la opere nan rejyon lineyè a. Si yo chwazi yon FET ki ba -rezistans, gout vòltaj sou eta a se neglijab. Se poutèt sa,

possible

Nan ekwasyon ki anwo yo, diferans ki genyen ant u₁ ak u₂ se vòltaj tèminal batri a, ak U₁ se vòltaj pwodiksyon sikwi anplifikatè operasyon envèsti a. Li fasil pou wè ke dyod Zener ki konekte ak pwodiksyon anplifikatè operasyonèl la bay fidbak, kenbe kous la nan yon eta balanse. V₀ ↑→ |Uz| ↓→ IL ↓→ |VR| ↓→ VI ↑→ |V₀| ↓. Ki kote V₀ se vòltaj pwodiksyon anplifikatè operasyonèl la; VR se vòltaj atravè rezistans R₁; epi VI se vòltaj diferans antre nan anplifikatè operasyonèl la, sa vle di VI=U₁ - U₂. Lè kous la nan ekilib, VI=0. sikwi sous aktyèl la konstan gen yon estrikti senp, gwo kapasite rejeksyon mòd komen-, gwo presizyon akizisyon, ak bon pratik.

3. Izolasyon anplifikatè operasyonèl

Yon anplifikatè operasyon izolasyon se yon eleman elektwonik ki kapab izole elektrik siyal analòg. Li se lajman itilize kòm izolatè nan kontwòl pwosesis endistriyèl ak kòm medya izolasyon nan divès kalite aparèy ekipman pou pouvwa. Li jeneralman konsiste de de pati: yon seksyon opinyon ak yon seksyon pwodiksyon. Sa yo mache separeman ak makonnen pa couplage mayetik. Se siyal la modulation pa seksyon an opinyon, pase nan kouch nan izolasyon, epi li se Lè sa a, demodulated ak restore pa seksyon an pwodiksyon. Izolasyon anplifikatè operasyonèl yo ideyal pou sikui akizisyon vòltaj selil batri. Yo izole siyal vòltaj tèminal batri antre nan kous la, kidonk evite entèferans ekstèn ak amelyore presizyon ak fyab akizisyon sistèm. Yo bay yon egzanp aplikasyon tipik anba a.

Figi 8.8 montre aplikasyon yon anplifikatè operasyon izolasyon nan yon sistèm jesyon batri pouvwa 600V. Pake batri a gen 50 pil orizontal plon-asid ak yon vòltaj nominal de 12V, ak vòltaj tèminal yo akeri youn pa youn pa kous la anplifikatè operasyon izolasyon. ISO 122 a se yon anplifikatè izolasyon ki fèt ak teknoloji modulasyon ak demodulasyon pake pa Black & Decker (BBB) ​​​​nan Etazini, anplwaye teknoloji kouti kondansateur presizyon ak yon aranjman konvansyonèl doub -in-pin (DIP). Seksyon D 'ak pwodiksyon ISO 122 yo sitiye nan sikwi echantiyon an, separe pa de kondansateur 1pF matche ki fòme yon kouch izolasyon. Vòltaj izolasyon nominal la pi gran pase 1500V (AC 60Hz kontinyèl), ak gwo enpedans izolasyon ak presizyon ak lineyè segondè, kidonk satisfè kondisyon aplikasyon pratik. Jan yo montre nan Figi 8.8, pouvwa D 'ISO 122 a trase nan pake batri a otomatik, ak siyal pwodiksyon an, ki gen yon relasyon lineyè ak li, se multiplexed, Lè sa a, otomatikman divize pa de rezistans presizyon kontwole pa mikrokontwolè a anvan yo te voye nan opinyon an. Pouvwa pwodiksyon an apwovizyone pa modil ekipman pou pouvwa a sou tablo sikwi a, epi vòltaj tèminal batri a izole. Li ta dwe remake ke nan kous la akizisyon vòltaj tèminal nan batri a 50yèm, yo ajoute yon varyateur apre izole sikwi anplifikatè operasyonèl la chanje siyal pwodiksyon an soti nan negatif nan pozitif. Li ta dwe tou fè remake ke byenke izole sikwi akizisyon anplifikatè operasyonèl la gen pèfòmans ekselan, pri segondè li yo limite aplikasyon toupatou li yo.

4. Voltage/frekans konvèsyon chan de kous metòd akizisyon

Lè w ap itilize yon sikwi konvèsyon vòltaj/frekans (V/F) pou jwenn vòltaj selil batri a, konvètisè V/F a enpòtan anpil. Li se eleman ki konvèti siyal vòltaj yo an siyal frekans, ki ofri ekselan presizyon, linearite, ak opinyon entegral.

Figi 8-9 montre sikwi sikwi konvètisè LM331 V/F yo itilize pou konvèsyon V/F ak presizyon segondè-. LM331 a se yon gwo -chip V/F entegre ki fabrike pa FS Microcontroller. Li anplwaye yon nouvo sikwi referans bandgap konpansasyon tanperati, ki bay presizyon ekstrèmman wo atravè tout seri tanperati opere ak nan vòltaj ekipman pou pouvwa osi ba ke 4.0V.

Nan metòd akizisyon sa a, siyal vòltaj la dirèkteman konvèti nan yon siyal frekans, ki ka Lè sa a, trete pa pò kontwa mikrokontwolè a san yo pa bezwen konvèsyon A-D. Anplis de sa, konpleman sikwi konvèsyon V / F nan sistèm akizisyon vòltaj selil batri a, sikwi seleksyon korespondan ak sikui anplifikatè operasyonèl yo bezwen tou fèt pou reyalize fonksyon akizisyon milti-chanèl. Metòd sa a enplike mwens konpozan, men vòltaj -osilator kontwole a gen kondansateur, ak erè relatif la nan kondansateur se jeneralman gwo, ak pi gwo kondansateur montre menm pi gwo erè relatif.

5. Lineyè Optocoupler Anplifikatè Awondisman Metòd Akizisyon

Sikwi akizisyon vòltaj selil batri a ki baze sou yon optocoupler lineyè reyalize izolasyon ant fen akizisyon siyal la ak fen pwosesis la, kidonk amelyore estabilite kous la ak kapasite anti-entèferans. Figi 8-10 montre optocoupler lineyè TIL300 a, ki gen ladann yon fotodyod izole fidbak ki bifurcate pa ekleraj enfrawouj ki ap dirije ak yon fotodyod pwodiksyon. Teknoloji pwosesis espesyal yo itilize pou konpanse nonlinearite nan tan ki ap dirije ak karakteristik tanperati a, ki fè siyal pwodiksyon an lineyè pwopòsyonèl ak servo limine flux ki emèt pa dirije a. TIL300 a gen yon izolasyon pik nan 3500V, yon Pleasant ki pi gran pase 200kHz, se apwopriye pou anplifikasyon izole nan DC ak AC siyal, e li gen yon estabilite genyen pwodiksyon nan ± 0.05% / degre. Kòm ou ka wè nan dyagram nan, valè vòltaj yon sèl selil batri (diferans ki genyen ant U1 ak U2) konvèti nan yon siyal aktyèl Ip pa anplifikatè operasyonèl A ak koule nan optocoupler lineyè TIL300 la. Apre opto-izolasyon, li bay yon Ip2 aktyèl ki gen rapò lineyè ak Ip1. Lè sa a, aktyèl sa a tounen tounen yon valè vòltaj pa anplifikatè operasyonèl A2 pou konvèsyon A-D ak akizisyon done. Li enpòtan pou remake ke de bout yo nan optocoupler lineyè a mande pou diferan pwovizyon pouvwa endepandan, ki make I+12V ak ±12V nan dyagram nan. Sa a montre ke sikwi anplifikatè optocoupler lineyè a non sèlman gen gwo izolasyon ak kapasite anti-entèferans, men tou li kenbe bon lineyè siyal analòg la pandan transmisyon. Se poutèt sa, li ka itilize ansanm ak etalaj relè oswa sikui gating nan sistèm akizisyon milti-chanèl. Sepandan, sikwi li yo relativman konplèks, ak anpil faktè ka afekte presizyon li yo.

Metòd Akizisyon Tanperati

Tanperati fonksyònman batri a pa sèlman afekte pèfòmans batri a, men tou dirèkteman gen rapò ak sekirite machin elektrik yo. Se poutèt sa, akizisyon egzat paramèt tanperati enpòtan. Akizisyon tanperati a pa difisil; kle a se chwazi yon Capteur tanperati apwopriye. Kounye a, gen anpil detèktè tanperati ki disponib, tankou tèmistè, tèrmokapteur, tranzistò tèmistè, ak detèktè tanperati entegre.

1. Metòd Akizisyon Thermistor

Prensip metòd akizisyon tèmistè a baze sou karakteristik ke rezistans tèmistè a chanje ak tanperati. Yon rezistans fiks konekte nan seri ak tèmistè a pou fòme yon divizyon vòltaj, konsa konvèti nivo tanperati a nan yon siyal vòltaj. Lè sa a, siyal sa a konvèti nan enfòmasyon tanperati dijital atravè konvèsyon analòg-nan-dijital. Thermistors yo pa chè, men yo gen yon lineyè pòv epi jeneralman gen erè fabrikasyon relativman gwo.

2. Thermocouple Akizisyon Metòd

Prensip k ap travay nan yon tèrmokapteur se ke yon kò bimetalik jenere diferan potansyèl thermoelectric nan diferan tanperati. Lè w jwenn valè potansyèl tèrmoelektrik sa a, ou ka jwenn valè tanperati a lè w ap chèche yon tab. Depi valè tèmoelektrik potansyèl la depann sèlman sou materyèl la, presizyon nan thermocouples trè wo. Sepandan, piske potansyèl tèmoelektrik yo se siyal milivolt-nivo, anplifikasyon obligatwa, sa ki fè sikwi ekstèn lan konplèks. Anjeneral, metal yo gen gwo pwen k ap fonn, kidonk tèrmokapteur yo anjeneral yo itilize pou mezi tanperati wo -.

3. Metòd akizisyon Capteur Tanperati entegre

Kòm mezi tanperati vin de pli zan pli komen nan lavi chak jou ak pwodiksyon, manifaktirè semi-conducteurs te prezante anpil detèktè tanperati entegre. Pandan ke anpil nan detèktè sa yo baze sou termistors, yo kalibre pandan fabrikasyon, sa ki lakòz presizyon ki konparab ak tèrmokapteur. Anplis de sa, yo ka dirèkteman pwodwi valè dijital, fè yo byen -adapte pou itilize nan sistèm dijital.

Metòd Akizisyon aktyèl yo

Metòd komen deteksyon aktyèl yo enkli shunt, transfòmatè, detèktè aktyèl efè Hall, ak detèktè fib optik.

Karakteristik chak metòd yo montre nan Tablo 8-1.

Pami faktè sa yo, pri a wo nan detèktè fib optik limite aplikasyon yo nan jaden an kontwòl; shunts yo pri ki ba-epi yo gen bon repons frekans, men yo ankonbran pou itilize paske yo dwe konekte ak yon bouk aktyèl; transfòmatè aktyèl yo ka itilize sèlman pou mezi AC; ak Hall eleman aktyèl detèktè yo ofri bon pèfòmans epi yo fasil pou itilize. Kounye a, shunts ak Hall eleman aktyèl detèktè yo pi souvan itilize nan akizisyon aktyèl la ak siveyans nan sistèm jesyon batri pouvwa machin elektrik.

Metòd deteksyon lafimen

Pandan operasyon machin, akòz kondisyon wout konplèks ak pwoblèm fabrikasyon batri nannan, ijans ekstrèm tankou lafimen oswa dife ka rive akòz surchof, konpresyon, oswa kolizyon. Si yo pa detekte ensidan sa yo epi yo pa rezoud byen vit, yo pral inevitableman ogmante, menase pil ki antoure yo, veyikil la, ak pèsonèl nan lòj kago a, sa ki afekte anpil sekirite operasyon machin nan. Pou anpeche ensidan sa yo, siveyans lafimen yo te entwodwi nan sistèm jesyon batri nan dènye ane yo epi li ap resevwa plis atansyon.

Detèktè lafimen yo divès kalite epi yo ka klase nan twa kalite prensipal ki baze sou prensip deteksyon yo: ① Detèktè lafimen ki itilize pwopriyete fizikochimik, tankou detèktè lafimen semi-conducteurs ak detèktè lafimen ki degaje konbisyon kontak; ② Detèktè lafimen ki itilize pwopriyete fizik, tankou detèktè lafimen konduktiviti tèmik, detèktè lafimen entèferans optik, ak detèktè enfrawouj; ③ Detèktè lafimen ki itilize pwopriyete elektwochimik, tankou detèktè lafimen aktyèl -tip ak fòs elektwomotè-detèktè gaz. Paske detèktè lafimen yo divès, detèktè lafimen semi-conducteurs pa ka detekte tout gaz. Se poutèt sa, yo chwazi yon kalite espesifik pou detekte youn oswa de kalite espesifik lafimen. Pou egzanp, detèktè lafimen semi-conducteurs oksid yo pwensipalman itilize yo detekte lafimen idrokarbone, ki gen ladan O₂, H₂S, CO, H₂, O₃H₂O, Cl₂, OH, CO₂, elatriye. Cl₂, SO₂, elatriye.

Lè detèktè lafimen yo itilize nan pil pouvwa, seleksyon Capteur mande pou konprann konpozisyon lafimen ki te pwodwi pa konbisyon batri. Anjeneral, konbisyon batri pwodui gwo kantite CO ak CO2, kidonk detèktè sansib a de gaz sa yo ta dwe chwazi. Estrikti Capteur a bezwen adapte ak kondisyon Vibration nan itilizasyon machin alontèm -pou anpeche fo deklanche akòz pousyè wout ak Vibration.

Aparèy alam lafimen nan sistèm jesyon batri pouvwa a ta dwe enstale sou konsole chofè a. Lè li resevwa yon siyal alam, li ta dwe byen vit bay yon alam ki tande ak vizyèl ak kote fay, asire chofè a ka san pèdi tan detekte epi resevwa siyal alam la.

Pou egzanp, sistèm alam lafimen yo itilize nan otobis elektrik Olympic la, prensipalman devlope pa Beijing Institute of Technology, sèvi ak yon sistèm batri ki mache ak yon batri 9V alkalin oswa kabòn-zenk, ki asire operasyon nòmal 24 èdtan. Siyal alam la mache ak ekipman pou pouvwa batri 24V veyikil la, ki apwovizyone separeman pou asire endepandans sistèm alam la. Alam distribiye detekte konsantrasyon lafimen atravè detèktè lafimen entèn yo. Lè konsantrasyon lafimen an pi ba pase limit la, kontwolè entèn alam la mete pwodiksyon relè a louvri sikwi; lè konsantrasyon lafimen an depase limit la, kontwolè entèn la mete pwodiksyon relè a nan sikwi kout, byen vit trase ekipman pou pouvwa a +24V nan panèl la ekspozisyon yo fòme yon kous alam ak ekipman pou pouvwa a -24V sou panèl la ekspozisyon, emèt yon siyal alam son ak vizyèl. Estrikti sistèm nan montre nan Figi 8-11.