| Авторы |
Ляшенко Антон Валерьевич, начальник отдела центра 1, Научно-исследовательский институт
физических измерений (Россия, г. Пенза, ул. Володарского, 8/10), preobrazovatel@niifi.ru
|
| Аннотация |
Актуальность и цели. Одной из важнейших задач, решаемых информационно-измерительными (ИИС) и управляющими системами аварийной защиты при пуске ракет-носителей, является измерение частоты вращения ротора турбоагрегата стартового двигателя с последующей выдачей управляющего сигнала в органы управления. Целью данной работы является теоретическое обоснование и экспериментальные исследования помехоустойчивой ИИС контроля частоты вращения, обладающей высокой надежностью и точностью измерений.
Материалы и методы. Информационно-измерительная система, обеспечивающая работу с одним датчиком, состоит из двух независимых каналов обработки сигналов, дублирующих друг друга обмоток индукционного датчика частоты вращения, построенных на базе двух микроконтроллеров типа 1887ВЕ1У. В каждом канале обработки выполняется измерение частоты выходного сигнала датчика, контроль целостности соответствующей обмотки датчика и формирование выходного
аналогового сигнала пропорционально значению частоты вращения. Цифровой интерфейс RS485 реализован на первом микропроцессоре, добавление информации о втором канале в интерфейс RS485 производится первым микроконтроллером после считывания данной информации из микроконтроллера второго канала по последовательному интерфейсу SPI, соединяющему их между собой.
Результаты. Рассмотрены особенности построения информационно-измерительной системы контроля частоты вращения ротора турбоагрегата стартового двигателя с индуктивными датчиками. Приведено описание функциональной схемы одного из дублированных каналов системы, выполненной на базе отечественных микроконтроллеров и ее основные технические характеристики. Особое внимание уделено методам обработки сигналов, обеспечивающим повышение помехоустойчивости системы и ее надежности. Показано влияние периодических и импульсных помех на результат измерения. Оценены достоинства и недостатки известных способов повышения помехоустойчивости. Предложено использовать для повышения помехоустойчивости сочетание методов амплитудной и временной селекции.
Выводы. Изложенные методы повышения помехоустойчивости информационно-измерительной системы позволили получить в диапазоне частот от 10 до 20000 Гц при уровне выходного сигнала датчика не менее 60 мВ и отношении сигнал/помеха более двух приведенную погрешность измерения частоты по цифровому выходу более ±0,1 %, а по аналоговому входу – не более ±0,2 %.
|
|
Ключевые слова
|
информационно-измерительная система, индукционный датчик, помехоустойчивость, амплитудная селекция, временная селекция.
|
| Список литературы |
1. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник / под общ. ред. Ю. Н. Коптева. – М. : Радиотехника, 2000. – Т. 2. – 561 с.
2. Патент 2173022 Российская Федерация. Формирователь импульсов индукционных датчиков оборотов / Логутов В. В., Чайка Ю. А. – Опубл. 27.08.2001.
3. Патент 2352058 Российская Федерация. Способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения / Мурашко Н. А., Мурашко О. А. – Опубл.
10.04.2009.
4. Ляшенко, А. В. Способ обработки сигналов в системе аварийной защиты с индукционных датчиков частоты вращения / А. В. Ляшенко, Д. В. Пена, Б. В. Цыпин // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2011. – Т. 2. – С. 432–433.
5. Патент № 2399153 Российская Федерация. Способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения / Мокров Е. А., Елизаров В. П., Мельников А. А., Цыпин Б. В. – Опубл. 10.09.2010, БИ № 25.
6. Патент № 2399154 Российская Федерация. Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения / Мокров Е. А., Елизаров В. П., Мельников А. А., Цыпин Б. В. – Опубл. 10.09.2010, БИ № 25.
7. Патент № 2400929 Российская Федерация. Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения / Мокров Е. А., Елизаров В. П., Орлов В. Н., Мельников А. А., Цыпин Б. В. – Опубл. 27.09.2010, БИ № 27.
|
