你的注塑机有按要求使用,保养吗?
注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带金属嵌件的质地密致塑料制品的能力。
被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。
注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性, 生产能力较高,并易于实现自动化。
中国塑料加工企业星罗其布,遍布全国各地,并且在迅速发展。
注塑机固定资产投资大,生产规模大,消耗原料多,劳动生产率高,创产值大。是一种劳动效率较高的生物 产组织形式。
注塑机由机械、液压、电器、专用配套件等按照注塑 加工工艺技术的需要有机地组合在一起,自动化程度 高,相互之间关联紧密;注塑机可3班24h连续运转。
若注塑机的某个元件发生故障,将导致停机,整机停机 维护保养非常关键。
注塑机上虽然操作简单,工人少,但注塑机管理和维修的技术含量高,工作量也大。
维护保养是为了减少故障,而故障分析又可以为维护保养提供依据。
我们重点介绍注塑机维护保养这方面的内容。
注塑机故障
注塑机故障,一般是指注塑机或系统在使用中丧失或降低其规定功能的事件或现象。
注塑机的功能体现着它在注塑制品生产活动中存在的价值和对注塑生产的保证程度。
注塑机出现故障,哪怕是局部的失灵,都会造成整个注塑机的停产。
注塑机故障直接影响注塑机产品的数量和质量。
设备损坏的过程:
设计周期自然磨损损坏,易损件
计划使用周期内频次达到设备设计寿命,电器元件
灰尘-吸附水分-锈蚀-震动-松动-磨损-损坏,一般机械类部件
人为损坏,可以是各类部件,随时性
保养的目的:
使设备保持最佳的性能及延长设备寿命,确保生产的顺利进行
保养内容:
对设备进行擦拭, 操作者必须保持注塑机及附属装置清洁,无积尘、无油污、无漏水。
清理机床底部的积水和废料,保持机床及周边干净整洁。
清洁合模单元及注塑机组上的所有滑动面和加工金属表面。
操作者应按照点检基准进行每日必须的日常点检,确保机台和人员能安全生产。如有异常, 及时报告班组长和机修人员进行查看、维修,严禁设备带病工作。
检查安全门玻璃.显示屏是否完好,无松动,设备表面清洁呈本色。
急停按钮是否灵活可靠,该报修报修
各段温度显示是否正常,该报修报修
有无漏油、漏水、漏气现象,该报修报修
停机设备:
确认生产完毕,模具内没有任何工件,对空注射清除炮筒内的余料,关闭料斗挡板。
手动模式下进行合模(不起高压锁模),将射台、螺杆退回停止位置。
关闭炮筒加热装置,关闭模具加热、调温装置,关闭油泵电机,关闭注塑机总电源。
关闭冷却水、冷冻水,脱开水管的连接并排空收集,恢复连接。
清洁合模单元及注塑机组上的所有滑动面和加工金属表面。
清理机床底部的积水和废料,保持机床及周边干净整洁。
确保所有安全门均已关闭。
每班对座台润滑手动加油泵进行手动加油三次,详情如下:
注塑机故障分类
注塑机故障是多种多样的,可以从不同角度对其进行
分类。按故障发生的状态,可分为:
(1)突发性故障。
是各种不利因素以及偶然的外界影响共同作用而产生的,这种作用超出了注塑机所能承受的限度。
例如:因料筒进入铁物出现超负荷而引起螺杆折断;因高压穿入而击穿注塑机电子板。此类故障往往是突然发生的,事先无任何征兆。
突发性故障多发生在注塑机使用阶段,往往是由于制 造、装配以及材质等缺陷,或者操作失误、违章作业 而造成的。
针对这类故障,快速准确地排除故障是当务之急,并加强管理和培训,改进设计,减少违规操作,以避免 故障的再次发生。
(2)突发性故障。
是由于注塑机初始性能逐渐劣化而产生的,大部分注塑机的故障都属于这类故障。这类故障与电控、液压机械元配件的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变等过程有密切的关系。
维护保养可以有效地减少这类故障的发生。
设备的地基要求
设备发运前需实地确认客户地基情况后才能出运。如发现客户地基未按要求制作,直接拒绝安装。
地基原因,可能导致设备出现调模不顺、拉杆断裂等一系列问题。
下图为2800T设备地基要求
注塑机机身的水平要求
测量机器底部各关键点的水平(检测点数量及位置 如下图所示)
检测工具:直尺、精度水平尺(0.1/1000mm) 调整结果一般以调模进退最小压力为标准
调模机构
测试方法:在无锁模负载的情况下,使用塞尺测量调模丝母与尾巴处调模丝母垫圈的间隙,四个调模丝母的间隙约为0.6mm,且四个数据差别不大。
机械磨损检查
机械磨损需要查看的要点是:推力座、导向杆、导向铜套、 轴套。
喷嘴同心度
1)本项应该在模板、机身的横向和纵向水平调整之后进行。
2)松开注射座导杆前、后支架与机身联结的紧固螺钉;松开导杆 前支架两侧水平调整螺栓上的锁紧 螺母。
3)用0.05mm以上精度的游标卡尺,按轴向测量4点,h1、h2、h3、h4,用水平调整螺栓使h1=h3,导杆支架的上下调整螺钉,使h2=h4 。调毕,分别拧紧前后导杆支架上的紧固螺钉和前支架两侧的锁紧螺母。
塑机液压油讲解
海天所选用液压油为46#或68#抗磨液压油
通过定期检查,检查汽油的状况;正确控制冷却水流量和温度,把液压油的油温保持在 合适的范围内,即40±5℃。
如果有另外选购的液压装置连接在机器上(如中子或液压喷嘴),这些装置必须彻底清洗干净。
连接这些需消耗液压油的装置无论如何不能影响液压油的质量和纯度标准。
液压油必须严格符合质量标准NAS 1638的7级到9级(美国国家标准)。如果送交的液 压油有着轻微的污染程度,注入时必须通过合适的过滤器。
所有使用过的机油均含有潜在伤害人体的成分,故应避免皮肤与各种机油长时间或重复接触。
温度对压力油的影响
注塑时,压力油的温度最好保持在40至50摄氏度最为合适。压力油温 过高可能产生以下现象:
氧化加速,令压力油质素变坏;
压力油浓度减低,可能引致润滑功能降低,油泵、油马达容易损坏;
使封油圈容易硬化,减低封油功能。
滤油器检查
在机器开始运行后,每隔六个月清洗一次,以保持油泵吸油管道畅通。若滤油器上的过滤网被物体堵塞,会导致油泵产生噪音。
滤油器的清洗步骤
拧松自封式滤油器中心螺丝,自封式滤油器复位封油,把滤油器取出。
把滤油器放在一个容器上,添加些汽油,用刷子洗刷过滤网 后,再用压缩空气吹干过滤网内外部份。
把滤油器重新安装回去,拧紧滤油器中心螺丝。
旁路滤油器的清理
旁路滤油器一般安装在机器注射台部位的机身上,滤油器下端设有压力表如图所示。
在机器运行中,当压力表的指针小于0.5MPa时, 表示过滤情况正常。
当压力表的指针大于0.5Mpa时,表示滤芯堵塞,此时应更换滤芯,以免影响滤油器的正常工作。
当更换滤芯时,机器应停止工作,将滤油器顶盖 上的手柄拧掉后上提,然后拔出滤芯,换上新的 滤芯,按原样安装拧紧后,即可开机工作。如图 所示。
冷却器的检查
冷却器使用一段时间后,水垢会粘附着冷却器的散热管内壁,导致传热效率降低,造成压力油上升。因此,每6个月便应把冷却器清洗。
液压管路的保养和检查
管路必须测试以免发生下列情况,并且在管路状况符合任何一条下列情
况时进行更换:
1.从外层到内层包皮损坏。
2.外皮变脆(软管材料裂缝)。
3.裂缝。
4.套环(密封功能)损坏或变形:细微损坏不足以更换新的。
5.软管脱离套环工作。
6.由于受到腐蚀,套环功能和强度下降。
7.贮存时间和工作寿命超过5年。
蓄能器检查及维护
蓄能器要求充装氮气,氮气的充装用充气工具进行。充气时,松开溢流阀调节手柄,然后打开蓄能器上端的盖帽,装上充气 工具并和高压氮气联接,缓慢打开充气工 具的开关,达到规定气压(本机为2-3MPa左 右),当压力过高时,则拧开排气螺塞使气压降到规定值。在使用过程中还要求定期 检查蓄能器的气压,并使气压保持在规定值。
蓄能器要求充气时,严禁使用除氮气外的 其它气体。
未到达或超过规定气压,将使动模板液压支承滑脚系统失去作用,均不利于开关模动作。
压力流量的校正
SA机型,电流输出,系统压力检测,电位计调节,流量测螺杆转速
MA机型,电压输出,J5小板检测,变频器输出检测,电机转速检测 和螺杆转速检测
储料背压线性校正 多泵系统安全阀调节,各油泵压力校正 如果压力、流量不足(螺杆转速达不到),考虑油泵磨损、伺服电机故障、油路内泻等
分别输出最大压力的20%、50%、80%和100%,观察与压力表的指示,是否符合,不符合进行调整
压力保持100Bar不变情况下,每次增加10%设定各级预塑流量,记录对应螺杆转速,不符合进行调整
紧急停止开关
紧急停止开关:用于突发状况时切断设备动作。
按下此按钮,设备电机会停止,控制器停止命令输出,警报灯红灯闪烁,蜂鸣器发出报警。
近开关保养
接近开关(无触点行程开关)代替有触点行程开关完成行程
控制和限位保护,也可用于高频计数、液面控制、检测零件
尺寸、加工程序的自动衔接等,具有稳定、可靠、寿命长、
定位重复、精度高、适应较恶劣的工作条件,在工业生产方
面到广泛应用。
位置尺
检查电子尺安装是否平直
检测电子1、3脚电压10V是否正常 电子尺零位是否正常,数据是否跳动,如有必要重新归零 做动作电子尺数据变化正常,无跳动,如数据跳动检查电子尺及干扰动作到最大,测量实际位置与电子尺显示是否一致,如不一致检查电子尺内部设定参数及电子尺
加热系统检测
检查电脑输出、保险丝、固态继电器(接触器)、加热圈好坏
加入原料(PP、PS等),启动加热至设定温度,检查热电偶好坏,温度有无干扰、跳动 。
使用测温仪测量机筒实际温度,与显示温度对比,如有偏差需调整,宏讯电脑在温度转接板上调节,富士电脑在IO板上调整。
实际温度=室温+毫伏电压*25
例测得某段热电偶正负极毫伏档电压为7.8
那么此段温度=7.8×25+室温(25)
=227.8度
一般海天料筒上用的为K型热电偶,模具上用的为J型热电偶。
配电柜及风扇清理
设备必须有效接地:防静电、防干扰、防触电
配电箱温度不能超过40℃,定期清理灰尘
安全继电器接线
伺服电机
一般电马达是利用空气冷却形式散热,太多的尘积聚会造成散热困难,应每年清扫外彀及风扇叶四周的尘埃一次。
当电马达发出不正常的噪音,应检查轴承是否磨损,若磨损应立即更 换。
使用500V兆欧表测量线圈的绝缘电阻是否在1MΩ以上。伺服电机轴承应5年更换。
油冷却电机油泵组
油冷却电机油泵组是的作用是冷却电机及变频器。
在保养时需要查看冷却电机的转向,可用扎带伸至冷却电机尾 部风扇处,查看转向是否与电机所标志的一致,运行时是否有 异响,三级开关是否有短路跳闸现象。
KEB变频器常见报警
塑化组件
螺杆机筒检查
螺杆与机筒尾部最小径向间隙(mm):将料筒加热至原料熔化温度,将螺杆射退到最后,用塞尺测量螺杆四边与料筒内壁的空隙;
螺杆旋转同心度 :将百分表顶在射台前板和射台后板之间的螺杆尾部 上,静止状态下将表调进一个固定值之后,在料筒中有料的情况下,以10%的预塑流量旋转螺杆,记录该表的最大读数。
止逆环密封性:将料筒加热至原料(PP、PS)熔化温度,塑化一定量 的熔料,将喷嘴顶住封闭,设定100压力注射,观察螺杆前进位置,如前进一段后不动正常,如一直注射到底止逆环磨损。
螺杆料筒日常保养
熔胶筒未达到预设温度时,切勿激活熔胶马达熔胶。
使用倒索时,要确定熔胶内的塑料已完全融化,否则导致螺 杆后退时,损坏过胶头套件或传动系统之组件。
除塑料及塑料添加剂外,不要把任何其它东西放入料斗,如果大量使用水口料,需加上料斗磁石,防止金属碎片进入熔胶筒。
如装拆或更换射咀、栓胶圈、射胶介子、头部上的固定螺丝时,需涂上一层耐高温的润滑油,若不涂上,螺丝部分会氧 化,日后难以拆除。
如使用(PVC)等塑料时,每次停机前请把熔胶筒内的塑料全 部射出再用PE、PP塑料,清洗熔胶筒。
当熔胶筒温度正常但又不断发现熔胶出现黑点或变色时,应检查射胶螺杆、栓胶圈及射胶介子是否有磨损。
周期性检查射胶活塞杆上螺丝有没有松动。
喷嘴漏料检查要点
喷嘴R角是否小于浇口R角;
喷嘴口通径是否浇口通径;
碰嘴是否与浇口贴合(如深浇口采用的加长碰嘴长度是否合适);
喷嘴中心是否与浇口一致(调整需加温、整体水平调整)。
喷嘴中心调整要点
喷嘴对中心:在料筒加热到240摄氏度并保持半小时后,将喷嘴移动至头板大平面位置,测量喷嘴中心孔与头板定位圈上、下、左、右四点距离。
调节时需水平整体上下调节,料筒前方支撑架只需适当受力即可,中心不能靠支撑架硬顶提高。
螺杆跳动及间隙测试
料筒末端与螺杆间隙,一般用塞尺间隙应尽量相同。
如料筒与螺杆间隙不良,需综合机器水平、喷嘴中心的基础上调节01座前后左右螺丝取得间隙。
螺杆跳动需使用百分表与磁力座,磁力座与百分表夹紧后,磁力座吸 在基座上,百分表表头与螺杆尾部外径接触,百分表归零,减小储料 转速,储料查看百分表的跳动值。
测量,测下图4个点。均分四点
料筒冷却检查
为了防止下料口结料堵塞下料口,注塑机在下料口处配有冷却水套。
在保养时,首先查看尾端温度是否受控, 再查看冷却水进水及出水是否顺畅,有无 异物堵塞,水套处是否漏水,管路是否完 好。
冷却水进水压力不小于4bar,回水压力小于2bar。
有条件的,可以安装水质过滤器。
料筒清洗
1.若生产黏性较大塑料,可用pp料清洗过料。
2.将专用清洗剂与塑料按比例混合、清洗,注射到底。
3.升温后关闭加热,用一把黄铜刷,除去粘附在加热料筒内表面的树脂状沉淀粉。
4.用废棉布包在木棒或长竹子的端面,清洗筒体的内表面,在清洗过程中,应将清 洗的废棉布作若干次更换。
5.还要清洗加热料筒头和喷嘴,特别是这些部件上它们相配合的接触表面。必须要十分小心以防擦伤甚至损坏这些表面
喷嘴、前机筒安装
1:用吊车吊平塑化组件,仔细擦干净。
2:将塑化组件缓慢的推入加热料筒中,使螺杆头朝外。
3:将料筒头上穿螺钉的光孔与料筒上的螺孔对齐,止口对正,用铜棒 轻敲,使配合平面贴靠。
4:拧紧料筒头螺栓时应注意螺栓紧固次序,装好料筒头螺栓。
5:将喷嘴螺纹处均匀地涂上一层二硫化钼润滑脂或硅油。
6:将喷嘴均匀地拧入料筒头的螺孔中,使接触表面贴紧。
在将料筒头螺栓拧紧到扭矩值时,要等到塑化料筒、料筒头和料筒头螺栓,温度补偿到相同值。
合理使用设备注意要点
经常检查机铰集中润滑系统之润滑透明喉,是否畅通及有没有折断、损伤的情况出现。
保持移动模板的滑脚导轨的清洁润滑。
保持四条哥林柱表面的清洁。
请勿使用不良的模具会导致哥林柱折断。
请勿使用过高的锁模力,它会使模具及模腔有不必要的变形。而且还会导致模具及哥林柱的使用寿命缩短或损坏。
请勿使用太小的模具,模具太小会在模板上产生高弯曲应力,长期使用会导致模板爆裂。
生产结束后,保持模具打开,长期保持锁模状态对塑机及模 具都是不利的。
生产结束后,座台退,喷嘴与浇口分类。
模板平面及螺纹检查。
模板平面及模具平面不得有凸出部分,如果有尽量磨平。
压模具螺丝应注意:螺纹尺寸一致,不得用非标准螺丝,螺 丝螺纹旋进模板长度应大于1.5倍螺丝直径,但也不能超出模板螺纹长度,使用前应检查螺丝螺纹是否有损坏,已损坏的螺丝不能使用。
保证模具两个平面的平行度,否则就算机器水平、平行度正 常也会造成机器模板、拉杆、曲轴等的损坏。
产品所需料量在最大注射量的30%-70%范围内。
储料速度不需要过快,只需将储料时间控制在冷却时间之内
每次停机记得将料筒内残料排尽(即注射到底)。
室温较低时,可以开启油温预热,有利于延长液压部件寿命
料筒加热防冷启动,防止冷料对螺杆的损害。
早上开机,第一次储料时,需要低速储料。
序号
保养、点检部位
点检内容
点检方法及标准
周期
1
机械装配部件
检查螺丝是否松动
及时拧紧至无打滑、无松动。
1 天
2
平移、转动等活动机构
检查导轨、导柱、齿轮、滑脚是否积尘、润滑良好
及时清洁,适量添加润滑油脂,润滑充盈良好
1 周
3
润滑油路
检查是否出油良好,是否堵塞
通油管及分配器,确保出油顺畅
1 个月
4
自动/手动润滑装置
检查油低是否低于 1/3
及时添加 0#极压锂基脂于 3/4 以上
1 个月
液压系统
1
吸油滤油器(油箱侧面)
屏幕是否出现“滤油网故障”提示,或主动检查是否堵塞
拆开滤芯,清除堵塞异物,包括金属颗粒及油泥并装回原位
1 个月
2
液压油油箱
油位是否低于中间刻度
及时添加 46#液压油至油箱 3/4-4/5 处
1 个月
3
油冷却器
检查油温水质,确认是否畅通
拆卸冷却器进行清洗并装回原位
6 个月
4
空气滤清器(油箱尾部)
检查是否堵塞
直接更换全新滤芯
3 个月
5
高压软管
检查是否破损、开裂
如有损坏或已使用 5 年直接更换
5 年
电控系统
1
安全光幕
是否积尘、松脱、有效
及时清洁并紧固、确认有效
1 天
2
各按钮开关
是否破损、动作是否正常
确认动作正常、无破损
1 个月
3
系统控制器电池
是否腐蚀、损坏
如有异常或使用 3 年直接更换
3 年
4
操作面板电池
是否腐蚀、损坏
如有异常或使用 5 年直接更换
5 年
5
电磁阀
是否泄漏、正常工作
无漏气,动作正常
1 个月
6
电柜
清理灰尘
清洁、无积尘
1 个月
紧固电气连接部位的螺丝
无松动、无脱落
1 个月
检修系统线路的绝缘性
接地良好,无漏电,绝缘电阻≥3MΩ
1 年
伺服系统
1
变频器
内部是否有灰尘
停机拆卸变频器盖板并清理灰尘
1年
2
伺服电机
冷却风扇是否正常
更换一次电机轴承
5年
油冷电机是否正常
3年
最后,附个保养手册
注塑机维护及保养
一、日常维护(每日巡检)
1、检查模具上各抽插芯、油缸、压板、接头等部位螺丝有无松动或丢失。
2、检查各抽插芯线、行程开关、微动开关、位置尺、急停按钮等是否工作正常。
3、检查机器油位是否在中线以上,油质是否良好,油温是否正常。(30~45℃最好,5~55℃之间可用)
4、检查各水路、油路各部位油缸、油管、动作密封连接处等有否泄漏或堵塞。
5、检查各润滑点与油管及集中润滑箱内是否有足够的润滑油,并且能否正常润滑,各处有否断裂和堵塞现象。
6、检查配电箱内是否有异味、异响,各部件、导线有否过热、焦化、脱落或有否灰尘及异物等。
7、检查配电箱内各换气、过滤装置是否工作正常,能否保证散热良好。
8、检查各部位动作是否有异常异响、过热等现象(主电机、脱模电机、油马达、油泵、油缸以及各机械传动部位等)。保证润滑及散热良好。
9、检查各部位动作(开关模、抽插芯、顶进退、座台进退、注射、预塑、抽胶、调模等)压力、速度、位置、时间等是否合理,动作是否平缓,有无剧烈撞动,工作是否可靠、正常。
10、检查各安全保护装置是否动作可靠并正常使用。(每次换模后均须调整机械保险杠杆)
11、检查热电偶与加热圈是否工作正常。
12、检查各机台有否位移现象。
二、中长期保养
1、 每周打扫清理配电箱及机台油污、水渍一次。
2、 每周座台手动润滑加油8次。
3、 每周整理或更换冷却水管、抽插芯线和油管等。
4、 每周对车间工具、材料架、模具区及所有机台等做一次彻底打扫、整理。
5、 每周检查下料斗是否有磁力架(回料)和过滤网(粉料)。
6、 每月检查并清洗各滤油网,旁路过滤器,吸油滤油器,通风过滤器,过滤网等过滤装置。
7、 每月检查各交流接触器等电器元件是否动作正常,有否异味,工作中有否振动。
8、 每月排放开关模底盘下的油污及水,以防溢漏。
9、 每季度检查各处电源电压等是否过低或过高。电源线有否破损、接地是否完好,各接插件有否松动。
10、 每季度检查液压油质。
11、 半年彻底清洗油冷却器一次,并清理水路。
12、 各润滑点每半年要加润滑油一次。(如调模、移动板、动模板、预塑油马达、整移座台等活动处)
13、 每年检查各部分连线、元器件是否老化、绝缘是否良好。
12、每年检查各密封件、高低压油管等是否老化与磨损等,并随时处理更换。
14、 每年用煤油或柴油清洗各部位电磁阀等,以保证机器正常运行。
15、 每年检查机械水平度,四根哥林柱平行度,底板滑脚松紧度,并进行调整。
16、 每年检查主电机与油泵、油马达的运转情况有否异常。
三、其它
1、不用的阀、喷嘴、前料筒、螺杆等均须涂抹适量黄油后存放。
2、前料筒、喷嘴装机器上时,螺丝一定要抹耐高温的二硫化钼,以防生锈。
3、机器较长时间停置不用时(或冬天机器停机不用时),必须将冷却水路中冷却水排净,并将机器各部位(如导杆等)均匀地涂抹防锈剂、黄油等。(下次使用时应使用适当中性溶剂擦净)
4、长期停置不用的机器,停机前必须使用PS或PP、PE料清洗螺杆与料筒,以防腐蚀。
无线电高玩DIY,自制8位振荡电路频率计,附电路结构及原理分析
在无线电制作中,有时候难免需要测试振荡电路中的频率变化,这时候有一台频率计是非常方便的事情。
频率计,是一种相对比较简单的测试仪表,因此决定自制一台这里所制作的频率计性能指标如下:1.显示的位数:8位,LED数码管显示2.测试频率范围:100Hz-10MHz,10MHz-100MHz(分频),最高可测150MHz3.供电:DC 7.5V-15V,预留电池接口,可用电池供电4.采用恒温晶体振荡器(OCXO)做基准,基准初始频率稳定度≤±200ppb,温度稳定度≤±10ppb,电源稳定度≤±2ppb5.采用专用频率计数集成电路,电路简单
输入接口分高频和低频,频率计电路结构如下:
低频信号通过施密特触发器74F125整形,直接送入ICM7216D进行频率计数。高频信号先经过宽频放大器放大,进入10分频器11C90进行分频,再经施密特触发器74F125整形,送入ICM7216D进行频率计数计数结果,由8位数码管显示器显示出来由硬件开关选择高频或低频输入
这种频率计工作原理非常简单:首先,其核心是一个计数器和一个闸门
闸门由基准时钟决定,用来控制计数器的启停,当闸门开启时,计数器对输入脉冲进行计数闸门关闭后,计数器停止计数,并将计数结果由数码管显示出来。
通俗的说,就是体育老师手拿秒表,喊:预备~~开始!于是你就开始拼命掰着手指头数数,到了规定时间,老师喊:停!,你就停止,报告说我数了多少个数。
只要知道了闸门开闭的时间,根据计数结果,就可以算出频率,而闸门开闭时间的精度,决定结果的精度。
这种方式虽然简单,但是它不适合测量过高的频率(数不过来了)所以,这个频率计,如果不加分频器,标称可以测10MHz以下的频率,实际测试发现最高可以测到15MHz左右。
首先,用SpringLayout设计电路板草样
通过热转印方式制作线路板
做好的线路板
由于采用OCXO恒温晶体+数码管显示,且打算采用电池供电
因此,频率计的工作电路注定要有几百毫安,对电池续航提出较大考验
电源的设计上,我只需要一个5V电源,如果用7805一类的三端稳压自然最简单
但是,线性稳压损耗较高,为了考虑节能减排,决定尝试采用开关式稳压电路进行降压
这还是头一遭,用开关式电路,固然能够达到节能降耗的设计思路
但是,开关电源带来的噪音和干扰也是一个难办的问题
特别是用在频率计这样一个测试仪表上,会不会对仪表造成干扰?这还是未知
唯物辩证法告诉我们:物质决定意识,意识是物质的反应。意识具有能动作用,意识不仅能够正确的反应客观事物,还能够反作用于客观事物,正确的思想意识能够促进客观事物的发展,错误的思想意识将阻碍客观事物的发展
决定测试一下,观察究竟在频率计上用开关电源有什么影响。
俗话说,兵马未动,粮草先行首先调试电源部分,一个buck的降压电路,用的是TSP6430,一颗国产DC-DC集成电路外围元件少,同步整流
首先进行测试,用一个6V 5W的卤钨灯当作负载,5V供电也有大概700mA电流。可以模拟最大负载,输出带载电压正常,5.23V
开关电源最大的潜在问题就是干扰,测下纹波,肯定有的,不管看起来似乎还好,可以控制在100mV以下
电源搭好了,继续其它电路,这就简单了
OCXO,这属于精密元件,留着最后安装。
有道是群雁高飞头雁领,路线方针确定后,干部是关键
恒温晶体振荡器,这是频率计里最关键的元件之一,它是整个频率计的时钟参考
所有测试结果,都是以它输出的基准频率作为参考的,因此可以说,频率计的性能,一多半都是由它决定
如果它不准了,那测试结果肯定不能正确,用OCXO的缺点也是有的。
第一,这家伙需要一个加热电源,耗电量比较大,最大能有近600mA第二,开机需要预热,经实践发现,这个OCXO大概需要1分钟左右才能完成预热第三,块头大,比如这个还算体积小的也有25mm*25mm的占地面积
这是这颗OCXO的技术指标,可以看出,具有相当优秀的性能指标
将OCXO装上电路板,至此,电路板部分构建基本完成
唯一的缺憾是分频芯片暂时没有买到,需要等几天
接显示单元试试,空载,正常点亮
目前看情况似乎一切还好,没有见到明显的干扰情况出现
接入一个测试用的频率信号,显示正常,迈出了成功的第一步
电路搭好后,下面开始制作外壳,外壳采用铝板构造,三明治结构,简单粗暴。
首先,从铝板材上裁剪需要的部分
将铝板裁剪成合适尺寸,画线,钻孔
初步组装
制作显示单元的支架,测量中间的间距
裁剪一个铝条,也是边角料
按设计尺寸折弯,制作显示单元支架
对位固定
组装显示单元和支架
找到一根没有油的签字笔笔芯
制作塑料柱
用于隔开显示单元电路和支架,防止短路
继续组装
显示单元和主控板之间的连线插口
通电测试,显示正常
盖好盖子,这就组装完了
尺寸,不算大,后面是电源接口和时钟闸门选择开关的位置。时钟闸门,经过实践发现就用1s能满足大多数需要。所以就没装,正好手上也没合适的开关,暂不装了
两个SMA接口分别对应高频输入和低频输入,边上有一个跳线帽用来切换高、低频端口。因为近期受某种微小生物的影响,不能自由逛电子市场,在线购物又划不来,所以暂时没有合适的拨动开关,用跳线先替代吧
侧面
下面开始进行测试,上电什么都不接,显示000
接入一根射频跳线,空载稳定度很好,没有受到干扰导致自己跳动
首先,请出测试用的频率基准。
这是一颗中国电子科技集团第十三研究所产的OCXO恒温晶体振荡器。标称输出频率10.0MHz,性能,和用作基准的那颗OCXO基本相似,还更优于那一个。
在事物的发展变化过程中,由于自己内部的矛盾运动,表现为量变和质变两种状态,量变是质变的必要准备,是质变的前提和基础,
它决定质变的性质和方向;质变是量变的必然结果,量变达到一定程度必然引起质变,质变在巩固量变成果基础上进一步引起新的量变。
OCXO的频率稳定度是以ppb(十亿分之一)作为指标的,核心晶体轻微的温度变化,就会导致输出频率的漂移
OCXO里面重要的结构就是恒温槽,恒温槽越大,温控能力越佳,性能相对越好
OCXO是有源器件,需要外接电源才能正常工作。给它提供一个12V的工作电源
测试结果,还算比较满意,两个OCXO经过预热后输出稳定的频率
最后显示字数在10000000~9999998之间跳动,也就是说,有2Hz的波动
对于这个结果,我觉得算是满意,唯物辩证法教导我们说:事物与事物之 间都是相互联系,相互渗透,相互影响的。
频率计的性能,不光看基准,要综合考虑整体性能
在看看用其它频率源是否也能正常工作,这是自制的晶振测试器,用它输出信号,这些晶振,就不是带有温度补偿和恒温槽的晶振了,就是普通的2脚无源晶振,售价大约0.2-1元不等,这是一颗12.8MHz晶振
12.8MHz分频出的800KHz
测试4.00MHz晶振
测试7.00MHz晶振
测试9.00MHz晶振
大家可能好奇为什么测试的频率值和晶体的标称频率不一致,
从上图看,各个晶体的测试数值和标称数值存在着几百Hz的差值
个人认为原因如下:
1、任何事物的内部都包含着既对立又统一的矛盾,我们需要一个稳定的频率,而实际往往事与愿违晶体本身的误差、温度特性都会导致频率变化,对于这种晶体,一般厂家会给出25ppm左右的误差和温度系数。而实际,往往误差要高于这个指标,比如用烙铁靠近晶体,会发现频率变化显著,甚至能上KHz
2.晶体的工作方式,负载电容,晶体是有串联谐振频率和并联谐振频率的,晶体可以看成一个LCR电路,外部电路的改变对晶体的振荡频率也会产生微小改变,所以测试频率和晶体标称频率有微小不一致,也是正常现象。
矛盾双方又统一又斗争促成对立面的转化,推动事物的运动、变化和发展;矛盾既是客观的、普遍的,又各有其特殊性,它揭示了事物内部对立双方又统一又斗争是事物普遍联系的根本内容,是事物发展的实质,是事物发展的根本动力。
如果想要非常精确,后续发明了TCXO,如果需要特别精准,又研制出了OCXO,若是追求极致,有一种设备叫原子钟。
最后说说开关电源工作的如何
首先,在用假负载进行测试过程中,开关电源工作的很好,最大2.2A负载烤鸡没有压力,在频率计实际工作中,要看工况了。
在低频接口工作中,应该说还是正常的,和用4.8V镍氢电池供电,没有太大区别,但是在高频接口工作中,开关电源对前置放大器产生了较为严重的干扰。
具体表现为测试接口旷置时,会出现几十KHz的读数,在进行测量时,显示的末尾3位数字会不断跳动,无法稳定读数,虽然经过加装滤波电感,退耦电容等措施令干扰有所缓解,但是仍不能完全消除所以,最终暂时改为了传统的线性三端稳压器LM7805
针对今后可能采用7.4V锂电池供电,还需要更换为LDO,虽然开关电源被否定了,但是唯物辩证法教导我们说:否定之否定是哲学上的重要规律,体现在DIY制作上,就是总是在不断地自我否定之中前进。这种前进看似在原地转圈,不停地回到起点,实际上是在螺旋式上升。
每一次回到起点时都不是简单的重复,而是上升到了更高的层次和境界,理论水平和实践经验都得到了升华。
FAQ: Q:这个频率计精度如何? A:不知道,因为没有标准对它进行计量检定。量值统一最重要的就是量值的溯源和量值传递用OCXO作为基准,只是看重它的稳定性。作为测量仪表,没有绝对精确。有的只是相对精确。如果对于国家基准来说,可能它不是准的,但是对于自己的基准OCXO来说,它应该是准的。
Q:平时我们需要多精确的仪表? A:看你干什么,要是平时DIY,家电维修什么的,最基础的精度级比如2.5级就足够了追求好一点的1.0级算相当不错,如果您要发射宇宙飞船,研制个核弹头什么的那另当别论比如测家里的电压得到220V和225V的结果并不会有什么影响,比如我调SSB滤波器就要追求到几十Hz了
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