基于L298N芯片对离子渗氮中压强的控制
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:501
1 离子渗氮理论
渗氮是强化金属表面的一种化学热处理方法，他是将金属零件置于活性氮的介质中，在一定温度和保温时间下，使氮元素渗入金属表层，从而改变金属层的化学成份，使之具有高的耐磨性、疲劳强度、抗蚀能力及抗烧伤性等，因而在工业上获得广泛应用[1]。
离子渗氮是在低温等离子中进行的，低气压气体在电场作用下使之电离，产生高能离子和高能中性原子，这些高能粒子可以改善渗层组织结构和促进化学反应过程，加速渗氮层的形成。离子渗氮是在辉光放电中进行，在离子渗氮过程中对炉体的压强控制精度要求比较高，控制偏差几十帕。根据帕邢定律[2]：
其中： p为气体压强；
d为平行板电极间距离；
γ为阴极二次电子发射系数；
b为斯托列夫常数；
a是常数。
对式（1）求导，可得出击穿电压表达式（2）：
由式（2）可知，击穿电压v与气体压强和d有关，而一般实验中d是固定不变，因此离子渗氮对压强控制极为重要。
2 系统流量与压强测控框图
流量计控制进气口的气体流量，当进气和抽气流量平衡时，炉体压强保持稳定。由于炉体气体泄露及其他干扰因素的影响，炉体压强上下波动，系统偏离平衡态，严重时影响等离子工艺处理。我们采用普通直流电动机，通过l298n驱动直流电动机，由电动机通过减速杆带动锥体转动。当锥体旋进时，抽气机单位时间内抽出气体减少；旋出时，抽出气体增多，从而使炉体内的压强稳定在所需的值。炉体压强的变化通过压强传感器测出并通过变送器，将气体流量控制器送至反馈电压。抽气口采用电动真空蝶阀价格昂贵，如图1所示。
3 l298n芯片介绍
l298n可接受标准ttl逻辑电平信号vss，vss可接4．5～7 v电压。4脚vs接电源电压，vs电压范围vih为＋2．5～46 v。输出电流可达2．5 a，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。l298可驱动2个电动机，out1，out2和out3，out4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。ena，enb接控制使能端，控制电机的停转。表1是l298n功能逻辑图。
in3，in4的逻辑图与表1相同。由表1可知ena为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当ena为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。
4 控制器原理
图3是控制器原理图，由3个虚线框图组成。
下面是3个虚线框图功能：
（1）虚线框图1控制电机正反转，u1a，u2a是比较器，vi来自炉体压强传感器的电压。当vi＞vrbf1时，u1a输出高电平，u2a输出高电平经反相器变为低电平，电机正转。同理vi＜vrbf1时，电机反转。电机正反转可控制抽气机抽出气体的流量，从而改变炉体压强。
（2）虚线框图2中，u3a，u4a两个比较器组成双
限比较器，当vb＜vi＜va时输出低电平，当vi＞va，vi＜vb时输出高电平。va，vb是由炉体压强转感器转换电压的上下限，即反应炉体压强控制范围。根据工艺要求，我们可自行规定va，vb的值，只要炉体压强在va
1 离子渗氮理论
渗氮是强化金属表面的一种化学热处理方法，他是将金属零件置于活性氮的介质中，在一定温度和保温时间下，使氮元素渗入金属表层，从而改变金属层的化学成份，使之具有高的耐磨性、疲劳强度、抗蚀能力及抗烧伤性等，因而在工业上获得广泛应用[1]。
离子渗氮是在低温等离子中进行的，低气压气体在电场作用下使之电离，产生高能离子和高能中性原子，这些高能粒子可以改善渗层组织结构和促进化学反应过程，加速渗氮层的形成。离子渗氮是在辉光放电中进行，在离子渗氮过程中对炉体的压强控制精度要求比较高，控制偏差几十帕。根据帕邢定律[2]：
其中： p为气体压强；
d为平行板电极间距离；
γ为阴极二次电子发射系数；
b为斯托列夫常数；
a是常数。
对式（1）求导，可得出击穿电压表达式（2）：
由式（2）可知，击穿电压v与气体压强和d有关，而一般实验中d是固定不变，因此离子渗氮对压强控制极为重要。
2 系统流量与压强测控框图
流量计控制进气口的气体流量，当进气和抽气流量平衡时，炉体压强保持稳定。由于炉体气体泄露及其他干扰因素的影响，炉体压强上下波动，系统偏离平衡态，严重时影响等离子工艺处理。我们采用普通直流电动机，通过l298n驱动直流电动机，由电动机通过减速杆带动锥体转动。当锥体旋进时，抽气机单位时间内抽出气体减少；旋出时，抽出气体增多，从而使炉体内的压强稳定在所需的值。炉体压强的变化通过压强传感器测出并通过变送器，将气体流量控制器送至反馈电压。抽气口采用电动真空蝶阀价格昂贵，如图1所示。
3 l298n芯片介绍
l298n可接受标准ttl逻辑电平信号vss，vss可接4．5～7 v电压。4脚vs接电源电压，vs电压范围vih为＋2．5～46 v。输出电流可达2．5 a，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。l298可驱动2个电动机，out1，out2和out3，out4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。ena，enb接控制使能端，控制电机的停转。表1是l298n功能逻辑图。
in3，in4的逻辑图与表1相同。由表1可知ena为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当ena为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。
4 控制器原理
图3是控制器原理图，由3个虚线框图组成。
下面是3个虚线框图功能：
（1）虚线框图1控制电机正反转，u1a，u2a是比较器，vi来自炉体压强传感器的电压。当vi＞vrbf1时，u1a输出高电平，u2a输出高电平经反相器变为低电平，电机正转。同理vi＜vrbf1时，电机反转。电机正反转可控制抽气机抽出气体的流量，从而改变炉体压强。
（2）虚线框图2中，u3a，u4a两个比较器组成双
限比较器，当vb＜vi＜va时输出低电平，当vi＞va，vi＜vb时输出高电平。va，vb是由炉体压强转感器转换电压的上下限，即反应炉体压强控制范围。根据工艺要求，我们可自行规定va，vb的值，只要炉体压强在va
 热门点击
推荐技术资料
| |
公网安备44030402000607
