Моделирование измерительного тракта

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) - тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит свое применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, электромобили, приборы, цифровые фотоаппараты и видеокамеры [29]. Аккумуляторы крайне чувствительны к превышению напряжения при заряде, аккумулятор может загореться. Поэтому в корпус аккумуляторов встраивают специальную миниатюрную электронную плату, которая защищает аккумулятор от превышения напряжения заряда. Также эта плата может опционально контролировать температуру аккумулятора, отключая его при перегреве, ограничивать глубину разряда и ток потребления. Для беспрерывной работы прибора 5 часов, требуется два аккумулятора.

Разработана оптическая схема датчика, представлена на чертеже 200102.00.00.000 ЛЗ. Данная схема приведена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Оптическая схема датчика:

-светодиод, 2-излучающий световод, 3-неоднородная среда, 4-световоды приемники, 5-фотодиоды

Где Pu - мощность светодиода; Pвых - мощность излучения на фотодиоде; - коэффициент светопропускания для среды, световода-излучателя и световода-приемника соответственно; Pвых - мощность излучения на фотодиоде.

Световодный тракт представляет собой оптическую систему элементов геометрической и волоконной оптики, с помощью которых отображаемое средой излучение воспринимается, преобразуется и передается с представлением его некоторого отображения [30].

Оптическое волокно обычно бывает одного из двух типов: одномодовое, в котором распространяется только одна мода (тип распределения передаваемого электромагнитного поля), и многомодовое - с передачей множества (около сотни) мод. Конструктивно эти типы волокон различаются только диаметром сердечника - световедущей части, внутри которой коэффициент преломления чуть выше, чем в периферийной части - оболочке (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - оптическое волокно: а - одномодовое, б - многомодовое

В нашем случае случае реализуется многоканальная схема преобразований, т.е. излучение от нескольких источников с выбранными спектрально-энергетическими параметрами передается по излучающему световоду с направленным воздействием в неоднородную среду. Тем самым формируемое при взаимодействии с контролируемой средой информативное излучение передается по приемному световоду непосредственно на фотоприемник.

Сама модель функции преобразования выходного оптического сигнала от множества параметров внешних факторов выражается зависимостью [31]:

вых(х1,х2 .хn)=Fвх·А(х1,х2 .хn) · В(х1,х2 .хn) · С(у1,у2 .уn), (2.5)

где А(x1,x2 .xn) - функция передачи оптического тракта;

В(x1,x2 .xn) - функция передачи контролируемой среды;

С(y1,y2 .yn) - функция влияния внешних факторов на параметры преобразователя;вх - входной поток излучения;вых - выходной поток излучения.

Для приблизительного расчета первичного преобразователя датчика с применением отражателя выведена формула:

(2.6)

где Rпр - радиус приемного световода;- расстояние до отражателя(база датчика)(1…30 мм);- апертурный угол;изл - радиус излучающего световода (0,2… 3 мм);1 - коэффициент ввода излучения в световод (0,7…0,95);2 - коэффициент пропускания световодов (0,55);3 - коэффициент отражения отражателя;4 - коэффициент ввода излучения в фотоприемник (0,98);5 - коэффициент спектрального согласования фотоприемника и

излучателя (0,3…0,9);6 - коэффициент пропускания излучения средой;вх - входной поток излучения (10мВт);вых - выходной поток излучения.

Статья в тему

Автоматическая спринклерная установка водяного пожаротушения
В современной технике автоматические устройства получили исключительно широкое распространение, так как эффективное использование производственных и других агрегатов, а также разработка новых высокопроизводительных установок становится возможным лишь при передаче функций управления п ...