Устройство для измерения фокусного расстояния гибкого зеркала
Разработка функциональной схемы устройства для измерения фокусного расстояния гибкого зеркала. Выбор и технические характеристики фотоприемника, двигателя, блока питания и микроконтроллера. Представление электрической принципиальной схемы устройства.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.10.2014 |
Размер файла | 3,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ,
МЕХАНИКИ И ОПТИКИ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
Устройство для измерения фокусного расстояния гибкого зеркала
Автор курсового проекта Сичкаренко А.А.
Руководитель Быстров С.В.
Содержание
- Введение
- 1. Сравнительный анализ существующих схемных решений
- 2. Разработка функциональной схемы устройства
- 3. Выбор элементов и их статический расчет
- 3.1 Фотоприемник
- 3.2 Источник излучения
- 3.3 Двигатель
- 3.4 Интегральная микросхема для управления двигателем
- 3.5 Блок питания
- 3.6 Микроконтроллер
- 4. Разработка блок-схемы программы
- 5. Разработка принципиальной схемы
- Заключение
- Литература
- Приложения
Введение
В данной курсовой работе поставлена цель: разработать устройство для измерения фокусного расстояния гибкого зеркала. Исходные данные для проектирования приведены в таблице Таблица 1:
Таблица 1 - Исходные данные для проектирования
Напряжение питания |
110В |
|
Диапозон измеряемых величин |
50 - 150 мм |
|
Допустимая погрешность измерения |
2% |
|
Выходной сигнал устройства |
8-ми разрядный параллельный код |
1. Сравнительный анализ существующих схемных решений
Измеряемый объект - гибкое зеркало. Зеркало с регулируемой кривизной и изменяющимся фокусным расстоянием.
Фокусное расстояние -- физическая характеристика оптической системы. Для центрированной оптической системы, состоящей из сферических поверхностей, описывает способность собирать лучи в одну точку при условии, что эти лучи идут из бесконечности параллельным пучком параллельно оптической оси.
Для измерения фокусного расстояния можно использовать фокометр - устройство для измерения фокусных расстояний.
При выборе фокометра необходимо исходить из свойств измеряемого объекта, его параметров, диапазона измеряемых величин, а так же обоснованных требований к точности измерения, учитывая при этом степень сложности измерительного устройства.[2]
Один из вариантов фокометр(Приложение Б), основанный на принципе двух измерительных плоскостей. Плоскости образуются при помощи стеклянной плоскопараллельной пластины. Расстояние между плоскостями измеряется при помощи квадрантного фотодиода, установленного на подвижной каретке и реагирующего на энергетические центры пучка лучей, прошедшего через плоскопараллельную стеклянную пластину, и пучка лучей, прошедшего в воздухе. Каретка, перемещается перпендикулярно оптической оси системы при помощи электродвигателя, и контролируется датчиком величины перемещения каретки.
Данный прибор имеет диапазон измеряемых величин 200-10000 мм. Что не соответствует заданному диапазону. Но при разработке можно использовать идею. Погрешность по расчетным данным не превышает 0,2%, что удовлетворяет требованию к разрабатываемому устройству. И является даже точнее, чем допустимая погрешность в разрабатываемом устройстве.
Для измерения отрезков можно использовать подвижные каретки с одиночными позиционно-чувствительными фотоприемниками и датчиками линейных перемещений. Однако в настоящее время более целесообразно использовать для этих целей, как уже отмечалось, фотоприемные устройства типа жнеек фотодиодов или линеек на ПЗС структурах. В настоящее время длина таких линеек составляет 25 и 50 мм. В этом случае резко возрастает быстродействие системы, упрощается конструкция оптико-кинематической части, но несколько возрастает сложность электронных блоков обработки информации.
Следующий фокометр (Приложение В) формирует широкий пучок параллельных лучей, из которого щель экрана вырезает узкий пучок лучей, отклоняемый пентапризмой, отклоняется на 90 в сторону контролируемой детали. При перемещении пентапризмы узкий пучок лучей будет сканировать по контролируемой детали, а после прохождения последней собираться в ее заднем фокусе. В какой-то момент времени при определенном положении пентапризмы центр узкого пучка лучей совместится с линией раздела фотоприемника.
Измерительный блок выполнен в виде координатного фотоприемника, установленного перед фокальной плоскостью контролируемого элемента в плоскости, перпендикулярной оптической оси, с возможностью перемещения его с помощью привода вдоль линии параллельно линии, соединяющей центры отверстий второй диафрагмы, подключенного к вычислительному средству, и плоскопараллельной пластинки известной толщины выполненной с возможностью выведения.
При помощи данного устройства можно контролировать как положительные, так и отрицательные оптические компоненты.
Большим достоинством установки является то, что ее габариты практически не зависят от величины измеряемых фокусных расстояний. Принципиально на установке можно контролировать оптические компоненты с любыми фокусными расстояниями. Остается открытым только вопрос точности, т.е. зависимость погрешности определения фокусного расстояния от его номинальной величины.
Вероятная (среднеквадратическая) погрешность измерения составит 0.025%. Следует отметить, что погрешность измерения зависит от диаметра измеряемого компонента, его фокусного расстояния и расстояния между измерительными плоскостями.
В описанном выше устройстве для измерения производится сканирование узким пучком лучей по входному зрачку контролируемого компонента путем перемещения пентапризмы перпендикулярно оптической оси. Это обстоятельство снижает производительность труда. Кроме того, любые подвижные детали вносят погрешности в результаты измерения, которые зачастую носят случайный характер и поэтому трудноучитываемы.
В другом варианте установки (Приложение А) в двух измерительных плоскостях вместо одиночных позиционно-чувствительных фотоприемников устанавливаются фотоприемные линейки. Для обеспечения заданного диапазона измерения (примерно 50 мм) можно установить две линейки со смещением и взаимным перекрытием фотоприемных площадок. За непрозрачным экраном устанавливается блок призм, состоящий из трех ромбических призм и прямоугольной призмы, склеенных в единый блок. На склеенные гипотенузные грани наносится светоделительный слой. Таким образом узкий пучок лучей, вышедший из диафрагмы непрозрачного экрана разделяется на четыре узких пучка, которые определяют величины, необходимые для расчёта фокусного расстояния.
Погрешность измерения составляет величину порядка 0,01% для средних значений фокусных расстояний.
В устройстве измерения фокусного расстояния(Приложение Г), коллиматорный источник света формируется Гелий-Неоновым лазером и воспринимается ПЗС-матрицей (специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов). Исследуемый объект располагается между источником света и фотоприемником. Фотоприемник устанавливается в заднем фокусе измеряемого оптического прибора. Регистрируется положение пятна от луча. Затем на пути луча около переднего фокуса устанавливается Призма таким образом, чтобы свободно приближаться и удалятся от измеряемого объекта. Она отклоняет луч на небольшой угол, после чего мы фиксируем новое положение луча. Затем, из полученных данных по формуле вычисляем фокусное расстояние.
Данный прибор имеет диапазон измеряемых величин 30-100мм. Точность прибора 1%.
Достоинства данной конструкции в том, что она имеет простую конструкцию и малую стоимость.
Рассмотренные устройства измеряют фокусное расстояние в проходящем свете, для разрабатываемого устройства необходимо измерять лучи в отраженном свете, для чего фотоприемник следует размещать с другой стороны измеряемого оптического прибора.
В качестве прототипа для решения данной задачи оптимальным является использование фокометра, где фотоприемное устройство выполнено в ПЗС матрице. В этом случае резко возрастает быстродействие системы, упрощается конструкция оптико-кинематической части. Подобный метод измерения позволяет справиться с поставленной технической задачей без существенного усложнения конструкции.[4]
2. Разработка функциональной схемы устройства
Поскольку принцип действия разрабатываемого устройства заключается в принципах действия оптических устройств, то необходимо предоставить оптическую схему.
Оптическая схема измерительного устройства представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Оптическая схема устройства (1 - источник ИК-излучения, 2 - конденсор, 3 - диафрагма с одним отверстием, 4 - объектив, 5 - диафрагма с двумя отверстиями, 6 - плоскость измерения, 7 - гибкое зеркало, 8 - светоделительная пластинка, 9 - каретка, 10-фотоприемник)
Значения параметра a известно и определяется конструкцией устройства.
Поскольку каждый приемник пересекает два узких пучка лучей, то в микроконтроллере запоминаются две пары отсчетов положения каретки, разность которых дает расстояния b и c, расстояния между следами узких пучков лучей в двух измерительных плоскостях. [2]
Тогда
Рисунок 2 - функциональная схема устройства.
ИП - источник питания
К - коллиматор, источник излучения
ФП - фотоприемник. В нашем случае ПЗС матрица.
Кар - каретка, на которой закреплен Фотоприемник
Двиг - двигатель, управляющий кареткой
МК - микроконтроллер
ИНД - индикатор
Для реализации данного метода используется каретка, перемещающаяся перпендикулярно оптической оси системы и несущая на себе два координатно-чувствительный фотоприемник, установленный вдоль направления оптической оси. В процессе измерения каретка при помощи электродвигателя перемещается перпендикулярно оптической оси системы. Информация с датчиков поступает в блок обработки информации, представленный микроконтроллером. Всего запоминается четыре значения (по два с каждого фотоприемника) и по ним определяются расстояния b и с между следами узких пучков лучей в двух секущих плоскостях.
в память микроконтроллера предварительно введено расстояние между центрами узких щелей непрозрачного экрана - а, и по соответствующей программе определяется значение фокусного расстояния контролируемого компонента по формуле:[2]
Рассчитанное фокусное расстояние выводится 8-разрядным параллельным кодом.
3. Выбор элементов и их статический расчет
3.1 Фотоприемник
Для поставленной задачи выберем фотоприемник, из серии универсальных цифровых фотодиодных модулей MAJOR. Выбранный фотодиодный модуль модели D-MAJOR-17-3000-1.0-A
(Цифровой фотодиод InGaAs, активная область 3 ммІ, спектр до 1.7 мкм) воспринимает излучение в спектральном диапазоне от 500 до 1700нм.
Преобразователь имеет миниатюрные размеры (корпус длиной 65 мм с резьбой M12), полностью интегрированный фотодиод с обрабатывающей электроникой, а также АЦП 12-бит с изменяемым динамическим диапазоном, цифровой и аналоговый передачи данных с фотодиода через 8-контактный разъем, что позволяет отправлять данные непосредственно в микроконтроллер.
Описание фотоприемника приведено в приложении Е.
3.2 Источник излучения
Выбранный фотоприемник обладает чувствительностью в спектральном диапазоне 500-1700нм. Поэтому нам подходит источник излучения TAKEX CXS8, у которого длина волны излучения 850нм.[3]
3.3 Двигатель
Для перемещений подвижной каретки, на которой расположены чувствительные элементы, необходим двигатель, который через шарико-винтовую передачу будут создавать необходимое линейное перемещение.
Расчет необходимой мощности двигателя: Требуемую мощность электродвигателя определяют на основании исходных данных. Если указана мощность на ведомом валу, то необходимая мощность электродвигателя
где ? коэффициент полезного действия (КПД) привода, в общем случае равный произведению частных КПД ступеней редуктора , , ,…, :
.[5]
В нашем случае в приводу используется зубчатая коническая передача(КПД = 0.92..0.94), шарико-винтовая передача(при диаметре вала 6мм, шагом винта1 и диаметром шарика 0.5 КПД =0.75).
Общий КПД привода = 0.7
Номинальная требуемая мощность .[5]
Нам необходимо перемещать датчик массой 50г на расстояние 50мм за 0.5c. Отсюда, угловая скорость равна W=V/R=0.1/0.003=3.33
Тогда требуемая мощность : N=0.5*3.33/0.85 = 1,96.
Был выбран шаговый двигатель FL28STH32-0674A,
Достоинствами шаговых двигателей являются:
- угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые поданы на двигатель;
- однозначная зависимость положения от входных импульсов;
- обеспечивает позиционирование без обратной связи;
Эти особенности позволяют без дополнительных датчиков определять положение каретки.
Технические характеристики двигателя в приложении Е.
Расчет потребляемой мощности: U=0.67B I=3.8A P=2.5ВТ
Мощность по паспорту: 2.34Вт
3.4 Интегральная микросхема для управления двигателем
Для управления двигателем используем интегральную микросхему К1128КТ4, которая представляет собой четырехканальный полумостовой токовый переключатель с ограничительными диодами на выходах.
ОСОБЕННОСТИ
* Напряжение коммутации до36В
* Ток коммутации до0.6А;
* Диапазон рабочих температур-40°С до +85°С.
3.5 Блок питания
Для управления двигателем необходимо подавать питающее напряжение на драйвер двигателя.
При выборе мощности блока питания необходимо оценить потребляемые мощности элементов:
Стабилизатор напряжения: P=1.5Bт
Интегральная микросхема: U=36B I=0.1A P=3.6Вт
Источник излучения: U=3B I=0.1A P=3Вт
Микроконтроллер: P=40мВт
Источник опорного напряжения: U=2.5B I=0.1A P=0.25Вт
Двигатель: по паспарту P=2.3Вт
Итоговая мощность: Pтр=10,05Вт. Возьмем с запасом P=1.5Ртр = 15Вт
Выбран блок питания фирмы Meanwell модель RS-15-12, обеспечивающее постоянное напряжение 12В мощностью 15,6Вт.
Основные характеристики блока питания приведены в приложении И.
3.6 Микроконтроллер
Microchip Pic16F876A
Микроконтроллер, является высокопроизводительным 8-разр. микроконтроллером, который тактируется частотой 20МГц. Аналогово-цифровой преобразователь характеризуется минимальной длительностью преобразования 12 мкс, что совместно с 12 входными каналами. Два выхода ШИМ могут программироваться на 8, 9 или 10-разрядное разрешение, что необходимо для выдачи импульсов при управлении шаговым двигателем.
Основные технические характеристики представлены в приложении З.
Источник опорного напряжения
Недорогой источник опорного напряжения и источника питания для малопотребляющих схем, фирмы Texas Instruments. Микросхема TL431 - это трёх выводной настраиваемый регулятор шунта с заданной температурной стабилизацией.
Технические характеристики: - выходное напряжение от 2.5 до 36 В - рабочий ток от 1 до 100 мА - выходное сопротивление 0.2 Ом - точность 0.5%, 1% и 2%
- низкий выходной шум
Стабилизатор напряжения
Выбрана модель КР142ЕН5А. Микросхема представляет собой стабилизатор напряжения положительной полярности с выходным напряжением 5 В.
Выходное напряжение Uo В 4,9 - 5,1
Коэффициент нестабильности по напряжению Кui % / В - 0,05
Коэффициент нестабильности по току Кio % / А 1,33
Ток Iсс 10 мА
4. Разработка блок-схемы программы
Рисунок 4.1 - Блок-схема программы
Рисунок 4.1 - Блок-схемы подпрограмм
При запуске микроконтроллера происходит инициализация входов/выходов и разрешается прерывание. После микроконтроллер запускает двигатель с заданным периодом, который отсчитывается таймером. В течение одного периода по прерыванию собирает информацию с фотоприемника и фиксирует значение счетчика импульсов, управляющих шаговым двигателем. В конце периода происходит преобразование аналогового сигнала в цифровой и вычисление фокусного расстояния по заданной формуле, затем производится вывод измеряемой величины.
5. Разработка принципиальной схемы
фотоприемник микроконтроллер двигатель зеркало
Разработанная электрическая принципиальная схема представлена на отдельном листе курсового проекта с шифром КСУИ.260.3147.001. С помощью разъема Х2 на схему осуществляется подача питания от внешнего источника питания, обеспечивающего драйвер двигателя напряжением 12 вольт. С помощью стабилизатора DA2 получается напряжение в 5В, которое питает остальные элементы. В цепь питания установлены конденсаторы для сглаживания помех. В центре расположен микроконтроллер DD1, который принимает сигнал с фотоприемника через разъем Х1, средствами встроенной ШИМ управляет двигателем, подключенным через разъем Х4 с помощью драйвера, интегральной микросхемы DA3. Также используется источник опорного напряжения DA1, имеющий на выходе 2,5В. Конечный результат 8-ми разрядным параллельным кодом выводится на разъем Х3.
Заключение
В результате данной курсовой работы было спроектировано устройство для измерения фокусного расстояния гибкого зеркала
Устройство содержит микроконтроллер Microchip Pic16F876A, интегральную микросхему К1128КТ4, фотодиодный модуль модели D-MAJOR-17-3000-1.0-A, шаговый двигатель FL28STH32-0674A, линейно перемещающий подвижную каретку через шарико-винтовую передачу,
Начальный источник питания - промышленная сеть 220 В 50 Гц.
Электронные компоненты питаются от напряжения +5В, а двигатель, перемещающий каретку, питается от источника постоянного напряжения +12В.
Погрешность измерений 2%.
Диапазон измерений - от 50 до 150 мм.
Длина волны рабочего пучка света - 850 нм.
Разработанное устройство может работать в диапазоне температур от 0 до 40єC.
Устройство обеспечивает измерение фокусного расстояния гибкого зеркала, выводит выводящий сигнал 8ми разрядным параллельным кодом, что соответствует требованиям технического задания.
Литература
1. Бойков В.И., Быстров С.В., Кремлев А.С., Сергеев К.А. Правила оформления текстовых документов курсовых и квалификационных работ. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. - 36 с., ил.
2. Пизюта Б.А., Михайлов И.О. Новые оптико-электронные приборы для оптических измерений: Учеб. пособие для студентов оптического факультета. - Новосибирск: СГГА, 1996. - 140с.
3. Ишанин Г.Г., Козлов В.В., Источники оптического излучения. Учебное пособие для ВУЗов. СПб.: ГУ ИТМО, 2005. - 290с.
4. Электронный ресурс: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru - федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам
5. Электронный учебный курс для студентов очной и заочной форм обучения Составитель: к.т.н., доцент кафедры теоретической и прикладной механики Каримов Ильдар http://www.detalmach.ru/
Приложение А
Формула изобретения
Фокометр, содержащий источник света, конденсор, коллиматор, непрозрачный экран с двумя параллельными щелями симметричными оптической оси коллиматора, контролируемую деталь, систему фотоприемников, блок обработки информации, блок цифропечати и блок индикации, отличающийся тем, что измерительный блок выполнен в виде стеклянной плоскопараллельной пластины, установленной за контролируемой системой и перекрывающей пару светочувствительных площадок квадрантного фотоприемного устройства, перемещающегося вдоль ребра плоскопараллельной пластины, установленной перпендикулярно оптической оси прибора.
Рис. 2 - Схема фокометра с подвижным ФПУ: 1 - источник света; 2 - конденсор; 3 - щелевая диафрагма; 4 - объектив коллиматора; 5 - непрозрачный экран с параллельными щелями; 6 - исследуемая оптическая система; 7 - стеклянная плоскопараллельная пластина; 8 - каретка, перемещающаяся вдоль ребра плоскопараллельной пластины; 9 - ФПУ; 10 - блок обработки сигнала; 11 - датчик линейных перемещений; 12 - блок индикации; 13 - блок цифропечати
Фокометр основан на принципе двух измерительных плоскостей. Плоскости образуются при помощи стеклянной плоскопараллельной пластины. Известно, что такая пластина удлиняет ход луча света по отношению к ходу луча в воздухе. Это расстояние является расстоянием l между измерительными плоскостями (2). Фокусное расстояние вычисляется по формуле:
Отрезок y измеряется при помощи квадрантного фотодиода 9, установленного на подвижной каретке 8 и реагирующего на энергетические центры пучка лучей, прошедшего через плоскопараллельную стеклянную пластину 7, и пучка лучей, прошедшего в воздухе. Фокометр предназначен для выполнения измерений с высокой степенью точности, например, не хуже 0,2%. Обработка результатов измерения производится по разработанному математическому алгоритму.
Приложение Б
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к области оптических измерений, и предназначено для определения бесконтактным методом фокусных расстояний оптических элементов, Цель изобретения - сокращение времени измерения, увеличение точности, уменьшение габаритов, автоматизация процесса измерения и расширение диапазона измеряемых фокусных расстояний.
На чертеже представлена принципиальная схема фокометра.
Фокометр состоит из источника 1света конденсора 2, коллиматора, состоящего из объектива 3, в передней фокальной плоскости которого установлена диафрагма 4, второй диафрагмы 5 с двумя отверстиями, по форме идентичными отверстию диафрагмы 4, контролируемого оптического элемента 6, каретки 7, перемещающейся перпендикулярно оптической оси системы при помощи электродвигателя 8, координатного фотоприемника 9, датчика 10 величины перемещения каретки, блока 11 обработки информации (цифрового пересчетного устройства), блока 12 индикации, цифропечатающего устройства 13 и толстой плоскопараллельной пластинки 14.
Фокометр работает следующим образом:
фотоприёмник 9 дважды пересекает следы узких пучков лучей. Первое перемещение каретки с фотоприемником производится при отсутствии в ходе лучей толстой плоскопараллельной пластинки 14 и определяется расстояние С, Затем устанавливается пластинка и при втором проходе каретки определяется расстояние b. Расстояние между измерительными плоскостями равно удлинению хода лучей плоскопараллельной пластинкой, т. е
где - геометрическая толщина пластинки;
n - показатель преломления стекла пластинки.
Фокусное расстояние определяется из выражения:
Где
- коэффициент, характеризующий конкретный фокометр.
При использовании фокометра погрешность измерения фокусных расстояний в диапазоне 200-10000 мм по расчетным данным не превышает 0, 1 при времени одного измерения порядка 10… 15 с. Процесс измерения может быть полностью автоматизирован. Возможна документальная выдача информации. фокометры могут работать в контрольно-раз браковочных комплексах.
Формула изобретения:
1. Фокометр, включающий последовательно установленные перед контролируемым элементом источник света, конденсор, коллиматор, выполненный из объектива и диафрагмы, размещенной в его передней Фокальной плоскости, вторую диафрагму с двумя отверстиями, выполненными симметрично относительно оптической оси в форме, идентичной форме отверстия диафрагмы коллиматора, а за контролируемым элементом - измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и расширения диапазона измеряемых фокусных расстояний в сторону уменьшения, измерительный блок выполнен в виде координатного фотоприемника, установленного перед фокальной плоскостью контролируемого элемента в плоскости, перпендикулярной оптической оси, с возможностью перемещения его с помощью привода вдоль линии параллельно линии, соединяющей центры отверстий второй диафрагмы, подключенного к вычислительному средству, и плоскопараллельной пластинки известной толщины выполненной с возможностью выведения.
2. Фокометр пг1 и. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса измерения, привод выполнен в виде электропривода, а вычислительное средство выполнено в виде датчика величины перемещения, первый вход которого подключен к выходу Фотоприемников, блока обработки информации, подключенного к второму входу датчика величины перемещения, и блока индикации, подключенного к выходу датчика величины перемещения.
Приложение В
Фокометр работает следующим образом:
Источник 1 света при помощи конденсора 2 освещает щель 4 коллиматора. Объектив 3 коллиматора формирует широкий пучок параллельных лучей, из которого щель экрана 5 вырезает узкий пучок лучей, отклоняемый пентапризмой 6, отклоняется на 90 в сторону контролируемой детали 10, При перемещении пентапризмы узкий пучок лучей будет сканировать по контролируемой детали, а после прохождения последней собираться в ее заднем фокусе. В какой-то момент времени при определенном положении пентапризмы центр узкого пучка лучей совместится с линией раздела фотоприемника 11. В этот момент в блоке 15 обработки информации запоминается отсчет с датчика 9 величины перемещения. При дальнейшем перемещении пентапризмы центр пучка последовательно будет совмещаться с линиями раздела фотоприемников 13, 14, 12 и в блоке 15 обработки информации будут запоминаться отсчеты с датчика 9 величины перемещения. Таким образом в блоке 15 запомнятся четыре отсчета с датчика 9. Разность отсчетов с фотоприемников 11 и 12 будет равна У1, а разность отсчетов по фотоприемникам 13 и 14 будет равна У2.
Блок обработки информации по результатам измерения отрезков У и У2 по формуле автоматически определяет фокусное расстояние контролируемой детали, Результат измерения может выдаваться на цифровое табло блока 16 индикации или ленту цифропечатающего устройства 17.
Приложение Г
Приложение Д
Технические характеристики фотоприемника
Особенности:
· миниатюрные размеры (корпус длиной 65 мм с резьбой M12);
· полностью интегрированный фотодиод с обрабатывающей электроникой;
· АЦП 12-бит с изменяемым динамическим диапазоном;
· температурная и шумовая компенсация;
· возможность сохранения данных с фотодиода, значений температуры и временных отметок;
· цифровой и аналоговый передачи данных с фотодиода через 8-контактный разъем;
· цифровой интерфейс RS-232 для коммуникации сенсор-сенсор, сенсор-компьютер;
Приложение Е
Технические характеристики источника излучения
Таблица К.1 - Технические характеристики источника излучения TAKEX CXS8
Характеристика |
Значение |
|
Тип излучателя |
светодиодный |
|
Длина волны, нм |
850 |
|
Режим излучения |
модулированный |
|
Частота модуляции, кГц |
2 |
|
Питание, В |
12.. |
|
Диапазон рабочих температур, °С |
-25…+55 |
Рисунок К.1 - Габаритные и установочные источника излучения TAKEX CXS8
Приложение Ж
Наименование |
FL28STH32-0674A |
|
Рабочий ток |
0.67 А |
|
Сопротивление |
5.6 Ом |
|
Индуктивность |
3.4 мГн |
|
Крутящий момент |
0.6 кг*см |
|
длина |
32 мм |
|
Момент инерции ротора |
0.9 г*см2 |
|
Вес |
0.11 кг |
Электрическая схема двигателя
Приложение З
Технические характеристики микроконтроллера
Этот микроконтроллер выпускается в корпусе 28 выводов. Микроконтроллеры с Flash памятью работают в диапазоне напряжений питания от 2.0 до 5.5В, имеют систему прерываний, аппаратный стек и энергонезависимую память данных EEPROM, а также богатый набор периферии, такой как USART, компараторы, АЦП и т. п.
· малый ток потребления
· производительность 5 MIPS
· единая бесплатная среда разработки MPLAB IDE
· легкое освоение, всего 35 команд
· Частота - 20 МГц
· Flash память программ 8K
· Память данных 368 байт
· энергонезависимая память данных EEPROM 256 байт
· 12 прерываний
· 3 порта А, B, C
· 5 входных каналов 10-битного АЦП
· 3 таймера
Приложение И
Технические характеристики блока питания
Таблица И.1 - Технические характеристики блока питания Meanwell RS-15-12
Характеристика |
Значение |
|
Напряжение питания, В |
220 |
|
Частота питающего напряжения, Гц |
50 |
|
КПД, % |
81 |
|
Выходное напряжение, В |
12 |
|
Выходной ток, А |
1,3 |
|
Выходная мощность, Вт |
15,6 |
Рисунок И.1 - Габаритные и установочные блока питания Meanwell RS-15-12
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Элементарная теория тонких линз. Определение фокусного расстояния по величине предмета и его изображения и по расстоянию последнего от линзы. Определение фокусного расстояния по величине перемещения линзы. Коэффициент увеличения линзы.
лабораторная работа [130,5 K], добавлен 07.03.2007Разработка структурно-функциональной, принципиальной электрической схемы блока питания. Расчёт выпрямителей переменного тока, сглаживающего фильтра, силового трансформатора. Проектирование логической схемы в интегральном исполнении по логической функции.
курсовая работа [28,2 K], добавлен 26.04.2010Устройство, управляющее полупроводниковыми ключами и содержащий в своем составе цифровой автомат. Описание функциональной схемы. Разработка принципиальной схемы и конструкции цифрового управляющего устройства. Входные и выходные сигналы устройства.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.07.2009Разработка функциональной и принципиальной схемы коллекторного двигателя. Выбор диодов для выпрямителя. Расчет генератора, сечения и длины проводов для схемы подключения. Схемы соединений и подключений. Монтаж, наладка и эксплуатация устройства.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.10.2012Разработка структурной схемы и алгоритма работы многофункционального бытового устройства. Выбор электрической принципиальной схемы. Разработка чертежа печатной платы. Экономическое обоснование проекта и анализ вредных и опасных факторов при производстве.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 11.07.2014Разработка принципиальной схемы системы управления гелиостатом-концентратором. Выбор составляющих ее блоков. Технические характеристики мотор-редуктора, устройства слежения за солнцем и источника питания. Принцип действия релейного усилителя тока.
курсовая работа [791,1 K], добавлен 05.01.2014Методы измерения мощности. Архитектура автоматизированной измерительной системы технического учета электроэнергии. Разработка функциональной и электрической принципиальной схемы устройства. Выбор стандарта связи между цифровым счетчиком и компьютером.
дипломная работа [7,1 M], добавлен 09.06.2014Выбор оптимального варианта структурной схемы вызывного устройства, используемого в составе зарядного устройства аккумуляторов. Определение объема трансформатора и реактора. Расчет характеристик инвертора и выбор компонентов его принципиальной схемы.
контрольная работа [346,7 K], добавлен 07.07.2013Структурный анализ разрабатываемой схемы. Разработка и расчет электрических схем отдельных структурных блоков. Формирование и анализ оптимальности общей электрической принципиальной схемы. Расчет потребляемой мощности и разработка источника питания.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 04.02.2015Выбор структурной и принципиальной электрической схемы. Описание и работа устройства ПЗК. Расчет надежности блока и двоичных кодов для цифровых компараторов. Особенности технологического процесса, сборки и монтажа. Безопасность и экологичность проекта.
дипломная работа [150,5 K], добавлен 15.07.2010