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1干擾機(jī)理分析
在ECU的系統(tǒng)中,大量的傳感器都屬于敏感易受干擾的設(shè)備,分析其敏感現(xiàn)象與ECU系統(tǒng)組成可知,造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火及轉(zhuǎn)速大幅下降的原因,可能是由于表1中列出的信號(hào)在處理的過程或路徑上受到了外界電磁干擾,從而導(dǎo)致ECU控制發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)非正常的響應(yīng).由柴油高壓共軌電控發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油控制原理可知,ECU根據(jù)各傳感器反饋的數(shù)據(jù),計(jì)算出目標(biāo)噴油壓力,同時(shí)根據(jù)共軌壓力傳感器反饋的壓力值,定出實(shí)際噴油壓力;而共軌壓力傳感器輸出信號(hào)電平在1~4V范圍內(nèi)是隨共軌燃油壓力值增大而增大的.在車輛怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的正常狀態(tài)下,當(dāng)壓力信號(hào)電平增大時(shí),ECU將控制轉(zhuǎn)速降低以減小噴油壓力,噴油壓力反饋給ECU的信號(hào)電平應(yīng)在1~1.7V范圍內(nèi).如果在共軌內(nèi)的實(shí)際壓力沒有發(fā)生變化,只是傳感器在受干擾的情況下輸出了一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)電平,那么ECU將控制發(fā)動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速,最終導(dǎo)致共軌內(nèi)燃油壓力不足以維持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)條件,從而表現(xiàn)出轉(zhuǎn)速下降并熄火的現(xiàn)象.
2電磁干擾分析
下面將從電磁干擾構(gòu)成的三要素(干擾源、耦合途徑以及敏感設(shè)備)來對(duì)干擾現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的分析.
2.1電磁干擾源該測(cè)試車輛由于其高機(jī)動(dòng)的特性,可能會(huì)處于各種天線發(fā)射產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)內(nèi),這些輻射電磁場(chǎng)在線纜上的耦合效應(yīng)將產(chǎn)生共模干擾.比如,該車安裝的超短波通訊電臺(tái),在其大功率發(fā)射時(shí),在天線基座附近產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)可以達(dá)到70~80V/m.因此,即使從系統(tǒng)內(nèi)兼容的角度考慮,這種干擾源也是必然存在的而且無法改變;同時(shí),由于車輛車體設(shè)計(jì)的需求,不可能采取完整的車體屏蔽,所以,為了解決共軌壓力傳感器的敏感問題,只能從另外兩個(gè)要素上尋找解決方案.
2.2干擾耦合途徑
2.2.1地回路耦合途徑由圖2可以看到,共軌壓力傳感器為金屬封裝,與發(fā)動(dòng)機(jī)主體的連接方式為金屬螺紋連接.發(fā)動(dòng)機(jī)主體沒有設(shè)置專門的搭接線接地,僅起動(dòng)機(jī)有一根50mm寬度的接地線連接至電瓶負(fù)極.從車輛檢查情況看,車架表面涂有防銹漆,發(fā)動(dòng)機(jī)與車架間有減震墊連接,僅靠固定螺栓很難保證足夠小的接地電阻.因此整個(gè)車體地上存在著較大的交流阻抗,面對(duì)外部電磁輻射場(chǎng),電磁場(chǎng)在車體表面容易形成渦流,通過地回路串?dāng)_進(jìn)傳感器電路中.
2.2.2傳輸線纜耦合途徑ECU連接傳感器的線纜,采用了普通電纜連接,沒有采取絞合或屏蔽的措施,特性阻抗很不穩(wěn)定,線纜間距很小,容易引起高頻干擾信號(hào)的串?dāng)_.如果線纜兩端的連接設(shè)備沒有同時(shí)做好濾波,則干擾信號(hào)將直接或間接地進(jìn)入電路中,引起敏感現(xiàn)象.
2.3敏感設(shè)備(電路)共軌壓力傳感器,是將共軌內(nèi)傳遞的燃油壓力,通過壓敏電阻的阻值變化以改變電橋的平衡狀態(tài),并將壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)(Vh和Vl),通過放大器將該電壓信號(hào)放大,然后輸出到ECU進(jìn)行解算控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油壓力.電橋輸出的電壓非常微弱,放大器的放大倍數(shù)接近400倍,輸出給ECU的共軌燃油壓力信號(hào)也是一個(gè)在1~4V范圍內(nèi)變化的電壓信號(hào).在施加干擾的情況下,干擾能夠通過線纜的耦合、地回路的耦合進(jìn)入到傳感器電路中,導(dǎo)致敏感現(xiàn)象的出現(xiàn)[2].
2.3.1傳感器前部———壓力采集轉(zhuǎn)換部分如圖3所示,電橋輸出的電壓(Vh和Vl)是十分微弱的信號(hào),PCB上的線間耦合以及地回路的串?dāng)_,很容易影響其信號(hào)品質(zhì).如果在電橋輸出信號(hào)與放大器之間不設(shè)計(jì)濾波電路濾除高頻干擾信號(hào),當(dāng)干擾達(dá)到一定的強(qiáng)度后,干擾信號(hào)也會(huì)由放大器輸出到后級(jí),并影響ECU的解算.共軌壓力傳感器為金屬封裝,與發(fā)動(dòng)機(jī)主體的連接方式為金屬螺紋固定,相當(dāng)于與車體共地.如果PCB內(nèi)部的參考地與車體地隔離不好,外部輻射干擾在車體金屬外殼上形成表面電流,這種地電流就有可能由地回路進(jìn)入PCB內(nèi)部并干擾電橋輸出的微弱電壓信號(hào),而且電橋輸出與放大器之間沒有設(shè)置濾波電容,干擾信號(hào)經(jīng)放大器放大后必然會(huì)影響共軌燃油壓力信號(hào)的輸出電平:這就印證了在10V/m的外加干擾場(chǎng)強(qiáng)下仍然出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火現(xiàn)象的原因.
2.3.2傳感器后部———共軌壓力信號(hào)輸出部分從圖4可見,傳感器電路的輸出部分考慮了濾波措施,首先傳感器內(nèi)的參考地取自ECU的信號(hào)地,并且為避免長線纜傳輸路徑上耦合的干擾,使用了磁珠與電容的LC濾波電路,這些均起到了濾除高頻噪聲的作用.同樣,在輸入5V電源與輸出信號(hào)端,也都采用了磁珠加電容的LC濾波電路,也應(yīng)該具有一定的效果.但傳感器廠家在前期對(duì)傳感器進(jìn)行電磁兼容測(cè)試時(shí),使用的是屏蔽線纜,同時(shí)在測(cè)試桌的接地平板上兩端接地,這些措施與實(shí)際裝車情況不符;并且整車測(cè)試時(shí)耦合的干擾電流的強(qiáng)度也應(yīng)高于其前期的試驗(yàn)室測(cè)試.因此,濾波元器件的參數(shù)選擇,以及是否增加其他濾波措施,是應(yīng)該按實(shí)際裝車狀態(tài)來進(jìn)行設(shè)計(jì).
3共軌壓力傳感器抗干擾設(shè)計(jì)改進(jìn)及復(fù)測(cè)驗(yàn)證
3.1改進(jìn)濾波設(shè)計(jì)從圖3、圖4中可知,原傳感器已經(jīng)考慮了信號(hào)的濾波,但僅在傳感器輸出前端采取了濾波,磁珠、電容的參數(shù)也沒有按照GJB151A中CS114項(xiàng)要求的干擾信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行選取,沒有綜合考慮干擾的前門、后門效應(yīng),因此,應(yīng)著手在以下3個(gè)方面加強(qiáng)設(shè)計(jì):1)在電橋輸出與放大器電路之間,增加低通濾波電路,需要兼顧考慮響應(yīng)時(shí)間常數(shù)(τ1)與增益要求,低通濾波器的時(shí)間常數(shù)(τ2)應(yīng)小于并等于τ1,并留出30%的設(shè)計(jì)余量.共軌壓力傳感器內(nèi)部電路中,在輸入的5V電源、輸出的共軌壓力信號(hào)與地之間,根據(jù)共軌壓力傳感器設(shè)計(jì)響應(yīng)時(shí)間常數(shù)(τ1)與增益要求,增加合適參數(shù)的濾波電容,濾除高頻部分的雜散信號(hào);2)LC濾波之后增加并聯(lián)穩(wěn)壓二極管,使得電源電壓更加平穩(wěn).由于穩(wěn)壓二極管的作用,電源接通瞬間的過度特性得以改善,從而增強(qiáng)了輸入電壓同輸出信號(hào)的穩(wěn)定性;3)在ECU內(nèi)部的PCB上,對(duì)于與共軌壓力傳感器連接的信號(hào)輸入輸出電路,也應(yīng)考慮同樣的濾波處理,以濾除不必要的高頻雜散信號(hào),提升系統(tǒng)的抗干擾能力.如圖5所示,虛線框內(nèi)就是電橋采集信號(hào)后以及信號(hào)放大輸出之前,電路中增加的濾波電路。
3.2復(fù)測(cè)驗(yàn)證結(jié)果將改進(jìn)后的共軌壓力傳感器安裝回發(fā)動(dòng)機(jī)后,按照同樣的測(cè)試位置與干擾信號(hào)強(qiáng)度,在同樣的車輛狀態(tài)下進(jìn)行復(fù)測(cè),沒有再出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常的現(xiàn)象.通過示波器監(jiān)測(cè)傳感器輸出信號(hào),也沒有出現(xiàn)異常的信號(hào)波動(dòng),復(fù)測(cè)結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,達(dá)到了預(yù)期的目的.
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:壓力傳感器;自動(dòng)控制系統(tǒng);管道檢測(cè);稱重
正文:
隨著我國各省市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的不斷建立,我國壓力容器制造、檢測(cè)等行業(yè)得到巨大的發(fā)展空間。壓力容器的壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)作為壓力容器運(yùn)行維護(hù)的重要安全措施,其控制系統(tǒng)的開發(fā)與制造、使用與維護(hù)對(duì)于使用者有著重要意義。利用壓力傳感器構(gòu)造自動(dòng)控制系統(tǒng)是壓力容器系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷成熟,越來越多的領(lǐng)域都在積極應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)以降低人工成本、提高效率。
1.壓力傳感器及其自動(dòng)控制概述
國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。其主要是通過感受到被測(cè)量的信息,并將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。壓力傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié),通過壓力傳感器測(cè)量信息后,傳送至自動(dòng)控制單片機(jī)或計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)對(duì)預(yù)設(shè)信息進(jìn)行對(duì)比后,做出實(shí)時(shí)的反應(yīng),以此完成自動(dòng)控制的全過程。
2.關(guān)于壓力傳感器構(gòu)造自動(dòng)控制的分析
2.1利用壓力傳感器構(gòu)造的管道壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)分析
根據(jù)管道壓力檢測(cè)設(shè)定數(shù)據(jù)選擇合適的壓力檢測(cè)傳感器,通過傳感器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20MA信號(hào)給DCS,然后由DCS對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)與設(shè)定信號(hào)對(duì)比,輸出一個(gè)4-20MA的模擬信號(hào)來控制現(xiàn)場(chǎng)的壓力調(diào)節(jié)閥的閥位,從而達(dá)到通過傳感器來控制閥開度的自動(dòng)控制功能。利用這樣的原理及控制系統(tǒng)可以對(duì)鍋爐壓力、輸送管道壓力等進(jìn)行自動(dòng)控制,從而減少人工監(jiān)測(cè)的弊端。
2.2壓力傳感器在制藥行業(yè)自動(dòng)控制的應(yīng)用
在制藥行業(yè)中對(duì)于壓力傳感器構(gòu)造的自動(dòng)控制系統(tǒng)有很多,最為典型的是片劑自動(dòng)數(shù)粒裝瓶機(jī)。其是利用壓力傳感器對(duì)瓶中所裝內(nèi)容物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,在裝到設(shè)定重量后,由傳感器將信號(hào)傳到PLC控制模塊,由模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)到傳動(dòng)系統(tǒng)將瓶轉(zhuǎn)入擰蓋系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中還常常將紅外光感傳感器共同使用,增加數(shù)粒準(zhǔn)確性,保障產(chǎn)品質(zhì)量。類此的自動(dòng)控制系統(tǒng)在食品制造行業(yè)也有很多的應(yīng)用。
2.3利用壓力傳感器構(gòu)造飼料分裝自動(dòng)控制系統(tǒng)
在飼料行業(yè)中的分裝系統(tǒng)是飼料制造企業(yè)質(zhì)量控制的重要控制工序。利用物理壓力傳感器構(gòu)造的自動(dòng)分裝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物料的快速、準(zhǔn)確稱量,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分裝及配料、進(jìn)料控制。其主要分為高速分裝系統(tǒng)及自動(dòng)稱量裝料系統(tǒng)構(gòu)成。
高速定量分裝系統(tǒng)由微機(jī)控制稱重壓力傳感器的稱重和比較,并輸出控制信號(hào),執(zhí)行定值稱量,控制外部給料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)行自動(dòng)稱量和快速分裝的任務(wù)。采用單片機(jī)和V/F電壓頻率變換器等電子器件,以及中央處理器,BCD拔碼盤作為定值設(shè)定輸入器,物料裝在料斗里,其重量使稱重壓力傳感器彈性體發(fā)生變形,輸出與重量成正比的電信號(hào),傳感器輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大后,輸入V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成的頻率信號(hào)直接送入微處理器中,其數(shù)字量由微機(jī)進(jìn)行處理。微機(jī)一方面把物重的瞬時(shí)數(shù)字量送入顯示電路,顯示出瞬時(shí)物重,另一方面則進(jìn)行稱重比較,開啟和關(guān)閉加料口、放料于箱中等一系列的稱重定值控制。
自動(dòng)稱重和裝料裝置的實(shí)現(xiàn)是通過裝料的箱子或袋子沿傳送帶運(yùn)動(dòng),直到裝有料的電子稱下面,傳送帶停止運(yùn)動(dòng),電磁線圈通電,電子稱料斗翻轉(zhuǎn),使料全部倒入箱子或袋子中,當(dāng)料倒完,傳送帶馬達(dá)再次通電,將裝滿料的箱子或袋子移出,并保護(hù)傳送帶繼續(xù)運(yùn)行,直到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源,與此同時(shí),電子稱料箱復(fù)位,控制電子壓力稱的電磁線圈a通電,漏斗給電子秤自動(dòng)加料,重量由微機(jī)控制,當(dāng)電子秤中的料與給定值相等時(shí),電磁線圈a斷電,彈簧力使漏斗門關(guān)上。裝料系統(tǒng)開始下一個(gè)裝料的循環(huán)。當(dāng)漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時(shí),這個(gè)過程可以持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。必要時(shí),操作人員可以隨時(shí)停止傳送帶,通過拔碼盤輸入不同的給定值,然后再啟動(dòng),即可改變箱或袋中的重量。 該系統(tǒng)選用不同的傳感器,改變稱重范圍,則可以用到水泥、食糖、面粉加工等行業(yè)的自動(dòng)包裝中。
3.各類型壓力傳感器發(fā)展分析
隨著壓力傳感器在各行業(yè)自動(dòng)控制應(yīng)用的不斷加深,傳統(tǒng)壓力傳感器技術(shù)已經(jīng)不斷滿足現(xiàn)代科技的要求。為此,更多新型的壓力傳感技術(shù)正在不斷的研制與開發(fā)中。力學(xué)傳感器的種類繁多,如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式、壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳、感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。新材料在壓力傳感器的應(yīng)用為傳感器自動(dòng)控制技術(shù)帶來更加廣闊的發(fā)展空間,抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性,與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 /3.0 / 3.3 mV/V等,可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定,傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性,傳感器自帶溫度補(bǔ)償0℃~70℃,并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40℃~135℃,而且具有測(cè)量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV,輸出信號(hào)強(qiáng),長期穩(wěn)定性好。高特性,低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向,在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢(shì),在中國也有越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。藍(lán)寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器等新材料傳感器的開發(fā)與應(yīng)用為壓力傳感器自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。
結(jié)論:
隨著壓力傳感器構(gòu)造的自動(dòng)控制系統(tǒng)在各行業(yè)應(yīng)用的不斷加深,自動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用企業(yè)也面臨著更高挑戰(zhàn)。這就要求自動(dòng)控制開發(fā)企業(yè)必須加大對(duì)相關(guān)人才培養(yǎng)與引進(jìn),通過人才戰(zhàn)略提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,提高對(duì)應(yīng)用壓力傳感器自動(dòng)控制系統(tǒng)客戶的售后服務(wù),加強(qiáng)壓力傳感器的檢測(cè)以保障自動(dòng)控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)性,為壓力傳感技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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[關(guān)鍵詞]壓力傳感器;電梯;安全技術(shù)
[中圖分類號(hào)]G718.3[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]2096-0603(2015)17-0032-03
在電梯測(cè)重系統(tǒng)中,電梯壓力傳感器是非常重要的工作元件,因此可以說,壓力傳感器與電梯的安全技術(shù)之間有著非常密切的聯(lián)系。所以,在實(shí)際的工作中,對(duì)于壓力傳感器和電梯安全技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容,必須高度重視起來。
一、壓力傳感器的相關(guān)闡述
在了解壓力傳感器時(shí),應(yīng)該對(duì)其線性速度進(jìn)行分析和掌握,將傳感器的具體輸出和輸入狀態(tài)及其擬合之間的連接狀況表示出來。其中的輸出和輸入曲線,也可以理解成校準(zhǔn)曲線,它是經(jīng)過具體的標(biāo)定和測(cè)量獲取的。當(dāng)在傳感器上作用了一定的輸入量,對(duì)應(yīng)的輸出量在上面就會(huì)被顯示出來,這個(gè)點(diǎn)在平面坐標(biāo)上就可以確定出來,然后,有效地連接起一系列這樣的測(cè)試點(diǎn),這樣傳感器的具體輸出、輸入曲線就能夠被創(chuàng)設(shè)出來。我們通常要對(duì)擬合直線進(jìn)行選擇,當(dāng)作工作曲線,便于將誤差最下值選擇出來并進(jìn)行一定的校準(zhǔn)分析,因此,就可以將其當(dāng)作擬合曲線。
二、電梯控制系統(tǒng)的相關(guān)闡述
電氣控制系統(tǒng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中兩個(gè)重要的組成部分,由曳引電動(dòng)機(jī)、調(diào)速裝置、速度反饋裝置、供電系統(tǒng)一同構(gòu)成了電力拖動(dòng)系統(tǒng)。主要涵蓋轎箱開關(guān)電路和電梯垂直方向主拖洞電路,其能夠?qū)⒁欢ǖ膭?dòng)力提供出來,而且有效地控制電梯的運(yùn)行速度。由傳感器、控制用繼電器、指示燈、數(shù)碼管、控制系統(tǒng)核心器件,眾多的呼叫按鈕一同構(gòu)成了電氣控制系統(tǒng)。邏輯控制、信號(hào)輸出、信號(hào)采集和控制器能夠有效地統(tǒng)一在一塊,結(jié)合電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng),將電梯控制的全部功能有效地彰顯出來。通常有變頻器的控制和控制器邏輯部分一同構(gòu)成垂直電梯控制系統(tǒng)。
三、電梯運(yùn)行中容易出現(xiàn)的故障及運(yùn)行中如何正確應(yīng)用壓力傳感器
(一)電梯運(yùn)行中常見的故障問題分析
現(xiàn)階段,在很多電梯運(yùn)行的過程中,墩底和電梯沖頂是兩種常見的故障,并且,這兩種故障也是有關(guān)工作人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障,同時(shí)帶來的傷害系數(shù)也會(huì)非常大。在某種程度上,對(duì)其維修的時(shí)間就會(huì)拖延,同時(shí)還有剎車功能減退和滑梯的問題出現(xiàn),而電梯的制動(dòng)力矩、緩沖器和安全鉗不夠,極易導(dǎo)致有墩底和滑梯的故障發(fā)生,因此,為了將這種故障有效地檢測(cè)出來,可以對(duì)上位機(jī)監(jiān)控菜單進(jìn)行應(yīng)用,而曳引機(jī)和制動(dòng)力矩不充足所誘發(fā)的一些問題,能夠利用對(duì)電梯變頻器的檢查,將一些故障找出來,看有無錯(cuò)誤的情況存在于曳引機(jī)的參數(shù)設(shè)置中,或者曳引機(jī)同變頻機(jī)不符合的情況是否存在。如果發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的問題,應(yīng)該馬上給予處理和解決,不然對(duì)電梯的安全運(yùn)行必將帶來嚴(yán)重危害。總而言之,如果有一定的缺陷存在于電梯系統(tǒng)中,是導(dǎo)致故障出現(xiàn)的主要原因。例如,轎廂隨動(dòng)電纜不科學(xué)或者電梯信息電纜配線不正確,或是將一個(gè)備用的線路設(shè)置在了電梯的維修過程中,這樣對(duì)于電梯的長久安全性是很難給予保障的。然而,為了將電梯運(yùn)行的一些成本節(jié)約下來,在更換電纜或者維修其中一些故障的過程中,就會(huì)將很多的時(shí)間浪費(fèi)掉。同時(shí),很多的生產(chǎn)廠家因?yàn)槿鄙俸侠淼木€路設(shè)計(jì)理念或者線路標(biāo)志不夠明確等,都會(huì)導(dǎo)致一些故障出現(xiàn)在其中,進(jìn)而將很大的障礙帶給后續(xù)的電梯維護(hù)和維修,因此,也極易導(dǎo)致一定的故障出現(xiàn)在電梯系統(tǒng)中。
(二)電梯安全運(yùn)行正確應(yīng)用壓力傳感器的方法
在電梯平層控制中,平層傳感器和位移傳感器是其中的重要裝置,對(duì)自動(dòng)平層作用的發(fā)揮具有重要意義。并且,必須確保有準(zhǔn)確的平層,對(duì)于電梯頻繁調(diào)整、啟動(dòng)和停止等工作要求必須予以適應(yīng),確保能夠平穩(wěn)地完成加速和減速,具備平滑的速度曲線,沒有微動(dòng)的情況出現(xiàn)在其停止以前。
1.在電梯平層中應(yīng)用
在電梯控制系統(tǒng)中,壓力傳感器能夠有效地調(diào)整電梯平層,電梯的中樞神經(jīng)即為電控系統(tǒng),電梯的質(zhì)量將直接受到其質(zhì)量的影響。醫(yī)用電梯和客梯對(duì)乘坐的舒適度都有較高的要求,此外,運(yùn)行時(shí)間同其舒適度有著非常密切的聯(lián)系。為了確保舒適、安全地乘坐電梯,就應(yīng)該將時(shí)間延長,將電梯減速,隨之延長運(yùn)行的時(shí)間,從而降低電梯的運(yùn)行效率。因此,為了將電梯的安全運(yùn)行效率提升,應(yīng)該在一個(gè)合適的范圍內(nèi)進(jìn)行加減速度控制,并且要有效地控制其變化情況。因此,就將一定的要求拋向了控制系統(tǒng):可靠安全,能夠快速準(zhǔn)確地將故障排除掉,在對(duì)應(yīng)用要求給予滿足的基礎(chǔ)上,有著越簡單的線路越合理振動(dòng)和噪聲,要合理地選擇壓力容器,不能有過大的電磁聲,有足夠的剛度存在于安裝零件的結(jié)構(gòu)件中,并且防松的措施一定要到位。對(duì)于頻繁啟動(dòng)的要求要相適應(yīng),確保換向、停止和轉(zhuǎn)換都能夠非常容易地完成,有著較好的調(diào)速性能,確保能夠有效地轉(zhuǎn)換工作方式,保證平穩(wěn)地完成加減速度,平滑的速度曲線,沒有微動(dòng)的感覺出現(xiàn)在電梯停止前。對(duì)于自動(dòng)平層可以有效地予以實(shí)現(xiàn),并且一定要準(zhǔn)確地完成平層,確保在很大范圍內(nèi)對(duì)上升的荷載都可以有效地予以適應(yīng),重載啟動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)。在上述要求及電梯運(yùn)行特征的基礎(chǔ)上,應(yīng)該對(duì)壓力傳感器進(jìn)行使用。
2.如何合理地應(yīng)用壓力傳感器
轎廂的呼叫信號(hào)和樓層是電梯運(yùn)行的主要誘因。因此,需要有效地控制其行程信號(hào),對(duì)應(yīng)的轎廂與樓層的呼叫是隨機(jī)進(jìn)行的,所以,可以對(duì)隨機(jī)邏輯控制的方式進(jìn)行使用完成系統(tǒng)控制,就是對(duì)電梯的基本控制要求在順序邏輯控制的基礎(chǔ)上給予完成,在隨機(jī)輸入信號(hào)的基礎(chǔ)上,對(duì)電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行適時(shí)的掌控。同時(shí),有壓力傳感器對(duì)轎廂的位置進(jìn)行確定,然后向著計(jì)數(shù)器中進(jìn)行傳遞完成相應(yīng)的控制。此外,將一個(gè)靜磁柵源設(shè)置在每層樓中,進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的樓層信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在向上行走電梯的時(shí)候,靜磁柵欄源在靜磁柵尺上行的方向上會(huì)被檢測(cè)出來,打開抱閘,確保電梯能夠穩(wěn)定地上行。這樣就能夠有效地吸合PLC內(nèi)部鎖存繼電器,開始對(duì)定時(shí)器進(jìn)行定時(shí),可以按照梯速和可視端站層距將時(shí)間確定出來。在動(dòng)作上強(qiáng)迫換速開關(guān)之后,電梯就會(huì)呈現(xiàn)出慢車運(yùn)行的情況,一般情況下,電梯在上行平層的過程中需要停車。一旦沒有停止,轎廂還在繼續(xù)運(yùn)動(dòng),當(dāng)在零值存在著Tim設(shè)定值時(shí),就會(huì)相應(yīng)地?cái)嚅_其常閉點(diǎn),上行接觸器和慢車接觸器失電,就會(huì)相應(yīng)停止電梯的運(yùn)行,也就是說,沒能有效地釋放快車運(yùn)行接觸器。所以,不論是快車的運(yùn)行還是慢車的運(yùn)行,只要有信號(hào)被強(qiáng)迫換速開關(guān)發(fā)射出來,不管有無動(dòng)作情況存在于別的保護(hù)開關(guān)中,在壓力傳感器的作用下,都會(huì)令電梯停止運(yùn)動(dòng),進(jìn)而確保有一定的穩(wěn)定性、可靠性存在于電梯的端站保護(hù)中。
3.壓力傳感器的安裝分析
在各個(gè)繩頭之間安裝壓力傳感器,即便長期地進(jìn)行應(yīng)用,也要保證沒有變化出現(xiàn)在其中,當(dāng)在1∶1的比值范圍內(nèi)存在著電梯曳引時(shí),整個(gè)轎廂的重量即為壓力傳感器所能夠承受的重量,其比值也為1∶1;當(dāng)在2∶1的比值范圍存在著電梯的曳引時(shí),這樣轎廂的一半重量等同于傳感器所能夠承受的重量值。對(duì)于隨行電纜和電梯補(bǔ)償鏈等加上的重量,就可以非常容易地測(cè)量出來。其中,力矩補(bǔ)償和稱重都應(yīng)用了獨(dú)立的控制對(duì)策,具備按層補(bǔ)償?shù)男Ч?,就是在進(jìn)行稱重的過程中,電梯轎廂內(nèi)的重量能夠被顯示出來,而電梯轎廂內(nèi)所能夠承受的重量就是補(bǔ)償值。補(bǔ)償鏈、曳引鋼絲繩、底托電纜等生成的總量,就會(huì)向著變頻器中傳遞,進(jìn)而確保能夠更加穩(wěn)定、平穩(wěn)地運(yùn)行電梯。
4.探究電梯壓力傳感器的有限元
將三維實(shí)體模型為電梯壓力傳感器構(gòu)建出來,對(duì)SOL-ID進(jìn)行選擇,將實(shí)體單元構(gòu)建起來,在普通原則的基礎(chǔ)上,越細(xì)密地去劃分單元的網(wǎng)格,就會(huì)呈現(xiàn)出越多的單元數(shù),這樣就越能夠非常精確地分析電梯壓力傳感器的有限元。然而,卻無法無限地去劃分單元的網(wǎng)格,硬件的一些條件在某種程度上還會(huì)對(duì)其帶來一定的影響的,例如,對(duì)內(nèi)存的大小、CPU的主頻等。對(duì)于所規(guī)定的準(zhǔn)確度,一旦普通單元的網(wǎng)格數(shù)目能夠達(dá)到就可以,對(duì)這個(gè)原則予以遵循,然后通過劃分,將相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造出來,然后分割出多個(gè)單元。對(duì)相關(guān)的結(jié)果進(jìn)行分析。能夠?qū)㈦娞輭毫鞲衅鞯膯卧兓闆r弄清楚,而且能夠清晰地覺察到,將一定的壓力施加到電梯壓力傳感器當(dāng)中以后,最大的壓力會(huì)集中到某一個(gè)點(diǎn)上。事實(shí)上,對(duì)于敏感單元件安裝,應(yīng)該確保其能夠在最大的應(yīng)變點(diǎn)上進(jìn)行安裝與放置,不然在傳感器滿載的時(shí)候,一些材料在彈性元件上會(huì)發(fā)展為塑性狀態(tài),就會(huì)對(duì)傳感器的精度帶來一定的影響,然而,有嚴(yán)重的應(yīng)力一旦集中到最大的壓力點(diǎn)上以后,在應(yīng)變敏感元件上還不存在滿載值的時(shí)候,這樣就會(huì)在它的彈性范圍以外存在著最大應(yīng)變出的材料。所以,在具體的工作當(dāng)中,當(dāng)在壓力傳感器的某個(gè)點(diǎn)上出現(xiàn)了貼片之后,這樣在最大應(yīng)變點(diǎn)的最近位置處即為這個(gè)位置的幾何位置,并且,對(duì)于應(yīng)力集中的情況也能夠有效地防控,令壓力傳感器能夠一直穩(wěn)定、平穩(wěn)地運(yùn)行。
四、結(jié)語
綜上所述,在電梯運(yùn)行的過程中,其安全性和穩(wěn)定性是人們所考慮的主要方面。近些年來,隨著技術(shù)的發(fā)展,一些先進(jìn)的技術(shù)裝置被廣泛地應(yīng)用到了電梯運(yùn)行系統(tǒng)中,其中,壓力傳感器就是非常關(guān)鍵的裝置之一,在確保電梯安全運(yùn)行上發(fā)揮著重要的作用。因此,文章通過上文對(duì)相關(guān)方面的內(nèi)容進(jìn)行了論述,從而為有關(guān)單位工作人員在實(shí)際工作中提供一定的理論支撐。
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速騰1.4t機(jī)油壓力傳感器的位置在發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè),水溫傳感器旁邊。
傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:壓力傳感器;形變;有限元分析;位移
中圖分類號(hào):TB125 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2016)33-0072-02
傳感器技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)的重要技術(shù)之一,壓力傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的許多行業(yè),它的誤差大小直接影響到測(cè)控系統(tǒng)的性能。由于目前的壓力傳感器一般是以彈性元件的形變指示壓力,因此在使用過程中整個(gè)壓力傳感器會(huì)產(chǎn)生變形,由于其制作的材料等不同其形變也不同,因此在使用之前需對(duì)其進(jìn)行分析,特別是使用在測(cè)量物體形變和受力關(guān)系的系統(tǒng)上,其自身形變可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。本文結(jié)合一款S型壓力傳感器,使用COMSOL有限元分析對(duì)其受力情況下自身的形變進(jìn)行有限元分析,得出相關(guān)數(shù)據(jù),并分析出此傳感器的受壓最大位移點(diǎn)和正向受力面的各點(diǎn)線型圖。
1 傳感器材料及仿真模型的建立
1.1 傳感器材料模型
S型壓力傳感器主要采用合金鋼材料,其材料屬性,見表1。
1.2 傳感器幾何模型與有限元模型
傳感器幾何模型采用三維幾何模型,用外部CAD軟件繪制出尺寸一致的三維體,然后導(dǎo)入到COMSOL軟件中,對(duì)其進(jìn)行邊界約束和施加載荷面等設(shè)置后,進(jìn)行網(wǎng)格化處理。為了降低計(jì)算機(jī)的計(jì)算成本,加快模型求解速度,可采用自由四面體網(wǎng)格進(jìn)行實(shí)體域網(wǎng)格劃分,其三維幾何模型和有限元網(wǎng)格,如圖1所示,其中四面體單元總數(shù)為25 924,三角形單元總數(shù)為9 510,邊單元總數(shù)為1 632,頂點(diǎn)單元總數(shù)為56。
1.3 載荷和邊界條件
在圖1(a)三維幾何模型中,施加載荷面在最上方,施加方向?yàn)閆軸反方向,即力的方向?yàn)閺纳贤聣?,在后面分析形變的時(shí)候重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的點(diǎn)即為幾何模型中標(biāo)注的6個(gè)。施加載荷大小為傳感器的測(cè)量范圍:0~100 N,載荷施加在三維模型的載荷施加面。在模型的最下方的為固定約束面,對(duì)其施加位移約束。
2 有限元分析結(jié)果
通過上述模型通過COMSOL計(jì)算處理后,得到的物體形變情況,如圖2所示。
從形變圖中可以看出,當(dāng)S型傳感器在受到正上方壓力的時(shí)候,其形變最大點(diǎn)再上端側(cè)面處,施加載荷50 N時(shí),其位移形變?yōu)?7.1 439 um。
三維模型中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的形變線圖,如圖3所示。
從監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移情況發(fā)現(xiàn),S型壓力傳感器下端的變形較小,而上端變形較大,4號(hào)位置接近最大位移點(diǎn),在接近最大載荷時(shí),其形變位移達(dá)到0.03 mm,最上面直接受力點(diǎn)2在最大載荷情況下達(dá)到0.025 mm。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)1-6的分析數(shù)據(jù),見表2。
通過上述數(shù)據(jù)和圖形可以得出,在S型壓力傳感器上施加載荷,會(huì)使其自身產(chǎn)生形變,位移大小在0.03 mm,即在系統(tǒng)中產(chǎn)生的位移誤差為0.03 mm。其位移基本呈線性狀態(tài),因此在使用此類傳感器時(shí),如果測(cè)量的精度要求很高,就可以考慮利用線性位移的特性對(duì)其形變進(jìn)行數(shù)據(jù)矯正,提高系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)精度,減小誤差。
3 結(jié) 語
利用COMSOL有限元進(jìn)行傳感器特性的分析,簡單有效,省去了復(fù)雜的公式推導(dǎo),減少了分析的時(shí)間,降低了分析中可能出現(xiàn)誤差的可能性。在進(jìn)行傳感器形變分析中可以得到形變的最大位移的位置,可以分析各點(diǎn)在載荷情況下的形變情況,為系統(tǒng)使用傳感器提出指引,同時(shí)可以看出S型傳感器在載荷情況下的形變線性度很好,為系統(tǒng)測(cè)量的后期數(shù)據(jù)處理提供幫助。
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