极谱仪中搅拌电机速度的自动控制

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1、极谱仪中搅拌电机速度的自动控制极谱分析中除使用滴汞、悬汞和静汞电极外,儿乎所有的电镀、富集过程都需搅拌杂质溶液,以达到快速、均匀富集、提高分析灵敏度的H的。H前各类阳极溶出法分析仪、电位溶出法分析仪，以及微机化伏安仪等，均采用分离式的搅拌控制系统控制工作电极旋转，即在仪器外另设一个电源装置和一套控制电路，通过手动设定转速，搅拌时间由仪器内部的硕件或软件给出，控制一台15贾玄流电机定时、定速转动，搅拌杂质溶液。还有相当部分的旧式极谱仪釆用电磁搅拌方式。这种控制方法，存在速度控制粘度低、仪器体积大等缺点

2、。为了提高控制精度，我们开发出一种适用于小型多功能自动化极谱仪用的搅拌自动控制系统,实现对搅拌电机速度的控制。定电压V,是按极谱分析转速要求所给定的速度控制模拟量。V.山计算机送出对应的数字量，经过D/A转换，输出与转速成比例的电压值。驱动5份小型直流伺服电机给定电压v.和速度反馈电压v,进行比较、电压放人和功率放大后，驱动电机在给定速度下转动。外界因索如负载变化，电源波动等会影响转速变化，这种变化反映出v,的大小变化，经过与V.比较放大后、最终将电机传速控制在一个恒定值上。2破件设计总体框图如图1

3、所示。木系统采用80,8单片机控制5百小型直流电机，定时精度为m。级，最大转速误差小于0.02%。可实现正、反转，连续可控。控制电路与仪器装于一体，采用sTD标准接口，控制、维修十分方便，大大缩小了仪器体积。2」速度控制过程速度探测器部分采用了10()脉冲制的步进编码器速度传感器，紧作近小型直流电动机主轴一侧。电机直接带动工作电极转动。速度给定电压V,是按极谱分析转速耍所给定的速度控制模拟量。v.由计算机送出对应的数字量，经过D/A转换，输出与转速成比例的电压值。驱动5份小型直流伺服电机给定电压v.

4、和速度反馈电压v,进行比较、电压放大和功率放大后，驱动电机在给定速度下转动。外界因索如负载变化，电源波动等会影响转速变化，这种变化反映出v,的大小变化，经过与V.比较放大后、瑕终将电机转速控制在一个恒定值上。2.2电路各部分功能速度控制电路如图2所示。各部分功能如下：221速度给定屯压v.V。由12位D/A转换器DAC—232给出，采用双极性输出是为了正反转搅拌的需要而设计的。最小速度控制分辨率为3000r/oin/(2儿一1)之0・73r/min,最大转速误差为0.73/3000,0.02%,这种

5、误差足以满足搅拌楷度的要求。2.2.2差动放大与功率放大v.经R:,、u,:,分压后由跟随器Is输出。Ic。为差动电压放大器，将v.与一v,比较放大到足以驱动功放电路。T,、n:、R:,和T。、D3、R:.起过流保护作用，保护功放管T;和T。。D:、D;是续流二极管，以防止「、T。被感性负载的反电动势击穿。223速度负反馈电路速度负反馈电路是由整形、F/v转换、滤波、相位补偿、方向识别和正反转极性控制几部分构成。。•波形整形速度传感器检测电路送出A、B两相相位相差”。的脉冲，由于各种干扰产生畸变,需

6、要整形。整形由晶体管反和器T:、T:及积分电路n,、e:,R:、e:和施密特触发器455魂构成。整形厉A、B两相脉冲接近理想方波脉冲。b•单稳态多谐振荡器利用定时器5“单稳态电路产生与A相信号频率成正比的脉冲电压。脉冲宽度T、由R。、C'值决定:Th二1.IRC取R。.skQ,e.二0,一认f,得T、“0・lm。。c.低通有源滤波山R.、c。，R,和c,及运放构成。单稳态多谐振荡器输出的脉冲电压经有源滤波后，得到的平均电压与A相脉冲信号频率成正比。因此，完成了反馈系统的护/v转换。d.相位补偿利用滞

7、后一超前相位补偿电路R:,、C.和R::、c。实现相位补偿，H的是为了改善系统的速度响应特性。不加补偿,系统增益12dB,相位极限仅25“。补偿后增益利相位极限分别提高到4odB和47。，效果十分明显。e.转动方向识别由D触发器、模拟开关4“3和运放构成。A相脉冲作D触发器的cP脉冲，B和脉冲作数据输入。正转时B和超前A和，0。，D触发器输出爲电平，选通4053的x・x:通道，这时反馈电压加到运放的反相输入端，完成v,的极性变换。反传时，A相超前B相，。“，D触发器输出低电平,选通4053的x-x。

8、通道，v,加到运放同相端，此时运放为电压跟随器。选R:，研:。二4仆9,则经运放后Vr人小和极性都不变。2.3齐部分传递函数及増益计算3软件设计釆用8。，8汇编语言编制程序。电机转速、转动时间、停止时间采用汉字提示，人机对话方式，山用户通过键盘键入所需数值。程序设计采用模块化，分为电机转速子程序、延时子程序。3.1电机转速控制的数学模型从-3000r/oin~+3000r/,in速度范围的任一转速N的数学模型为D-INT[(NX613000+6)X4095/12](,