Выбор компонентов САУ

Рис.3.3.6. Радиально-поршневой насос

Энкодер. Для измерения угловой скорости сгибания кистевого сустава используем абсолютный энкодер серии AMG 81.

Рис.3.3.7. Абсолютный энкодер серии AMG 81.

Абсолютные датчики вращения и датчики угла определяют текущую координату без необходимости перемещения осей. На выходе у абсолютных энкодеров генерируется цифровой код уникальный для каждого положения вала.

Таблица 2. Параметры абсолютного энкодера серии AMG 81

Датчик положения. Для предотвращения травм у пациентов, на реабилитационное устройство установлены концевые датчики положения.

Рис.3.3.8.Концевой датчик положения

Бесконтактные датчики положения магнитного типа широко применяются в пневмо и гидроцилиндрах. В системах управления они, как правило, выполняют функции датчиков обратной связи, сигнализируя о завершении выполнения конкретным элементом оборудования команды на перемещение.

Измерительный блок. Измерительный блок состоит из тензомостов, инструментальных усилителей и источника опорного напряжения. Из схемы видно, что в тензомостах установлено два тензорезистора. Это сделано для увеличения чувствительности схемы и для линеаризации выходной характеристики. Для тензодатчиков использовались тензорезисторы с сопротивлением принулевой деформации 400 Ом, тензокоэффициентом 2,1, базовой длиной 5 мм. Максимальная деформация составляет 0,003 от номинальной длины. Для определения коэффициента усиления измерительного усилителя рассчитаем напряжение на выходе тензомоста при максимальной деформации и опорном напряжении 5 В.

,

тензокоэффициент,- базовая длина,- сопротивление при нулевой деформации,

Δl - абсолютное удлинение (деформация),

ΔR - изменение сопротивления вследствие деформации Δl,

Uоп - напряжение питания моста (5 В).

Подставив в формулы параметры выбранного сопротивления, получим, что при максимальной деформации:

ΔR = 2,4 Ом,

ΔU = 15 мВ.

Чтобы не допустить насыщение на выходе измерительного усилителя, зададим максимальный размах:вых = 3В.вх = 2ΔU = 30 мВ.= 100.

Рис.3.3.9. Тензодатчик

В настоящее время на рынке существует достаточное количество качественных инструментальных усилителей известных мировых производителей. В нашем случае удобно применить инструментальный усилитель с фиксированным коэффициентом усиления, однополярным питанием, размахом выходного напряжения во всем диапазоне питания

Рисунок 3.3.10. Внутренняя структура инструментального усилителя

Так как выходное напряжение тензомоста может быть разнополярным в зависимости от направления приложения нагрузки, то для нормального сопряжения с входами АЦП микроконтроллера и увеличения динамического усиления измерительной схемы необходимо задать смещение выходного сигнала. Эту функцию выполняет источник опорного напряжения, реализованный на операционном усилителе MAX4335. Такой подход обусловлен тем, что выходное сопротивление источников опорного напряжения желательно делать как можно более низким для исключения влияния изменения потенциалов внутри измерительных схем на значение опорного напряжения. Назначение резисторов во входных цепях инструментальных усилителей - ограничить втекающие - вытекающие токи через встроенные защитные диоды, предназначенные для защиты от потенциального пробоя. Выходные интеграторы (RC цепь) дополнительно снижают пульсации на входах в АЦП.

Лучшие статьи по информатике

Характеристика аппаратуры на ООО Заполярпромгражданстрой
В соответствии с учебным планом я проходил учебную практику в обществе с ограниченной ответственностью «Заполярпромгражданстрой» с 22 апреля 2013 года по 12 ...

Цифровой термометр
Уровень и направления развития электронных ЦАП и АЦП в значительной степени определялись и продолжают определяться требованиями к техническим и эксплуатацио ...

Проектирование специализированного вычислительного устройства
Эффективность применения современных средств вычислительной техники во всех сферах научной и производственной деятельности оказывает решающее влияние на уве ...