Разработка и моделирование прибора для измерения температуры воздуха - Курсовая работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении»В широкой номенклатуре средств аналитического контроля важное место занимают измерители температуры, которые на многих предприятиях могли бы давать основную информацию о параметрах технологических процессов Температура характеризует тепловое состояние тела и измеряется в градусах. Температура тела изменяется пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - провести обзор физических явлений и методов, применяемых для определения плотности жидкости;Существуют два основных метода измерения температур - контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Верхний предел измерения температуры ограничен свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики. Устройство, служащее для измерения температуры путем преобразования ее значений в сигнал или показание, называется термометром (ГОСТ 13417-76), По принципу действия все термометры делятся на следующие группы, которые используются для различных интервалов температур: - Термометры расширения от-260 до 700 °С, основанные на изменении объемов жидкостей или твердых тел при изменении температуры.Термоэлемент состоит из двух электропроводных материалов, которые расположены в виде проводящих дорожек и которые в одной точке (так называемой hot junction) контактируют друг с другом. Если за счет внешнего воздействия возникнет разница температур между точкой контакта (hot junction) и обеими открытыми концами (cold junction), то на обоих концах термоэлементов появится напряжение в несколько милливольт.В основе люминесцентных методов измерения температуры лежит температурная зависимость интенсивности люминесцентного излучения некоторых люминофоров, которое находит применение в различных датчиках измерения температуры и термопокрытиях. Современные волоконнооптические датчики позволяют измерять многие характеристики лабораторных и промышленных объектов, в частности температуру. Не смотря на то, что их использование достаточно трудоемко, оно дает ряд преимуществ, использования подобных датчиков на практике: безиндукционность (т.е. неподверженность влиянию электромагнитной индукции); малые размеры датчиков, эластичность, механическая прочность, высокая коррозийная стойкость и т.д. В качестве устройств для измерения температуры могут быть использованы волоконнооптические датчики на основе теплового излучения, сущность которых раскрываемая в частности в [7] состоит в следующем. Энергия излучения увеличивается по мере повышения температуры, а длина волны, на которой излучение максимально, уменьшается.Измерение температуры основано на физических свойствах тел, связанных определенной зависимостью с температурой. При наладочных работах по вентиляции температура газов и жидкости в пределах от-40 до 60° С измеряется тарированными жидкостными термометрами с ценой деления не более 0,5° С. При температурах свыше 60° С допускается применять термометры с ценой деления 1°С. Принцип действия термометров основан на объемном расширении жидкости, заключенной в закрытом стеклянном резервуаре. Ртутно-стеклянные термометры используются для измерения температуры в пределах от-30 до 500°С Термометры с органическими жидкостями называются низкотемпературными, в них применяют этиловый спирт до-130°С; толуол до-90° С; петролейный эфир до-130° С и пентан до-190° С.Компактные термометры testo 410-1 и testo 410-2 имеют встроенный датчик «крыльчатку» предназначенный для измерения скорости воздушного потока и NTC сенсор для измерения температуры воздуха. Термоанемометр testo 410-1 измеряет скорость потока и температуру воздуха, предназначен для точечных измерений на выходах воздуховодов с помощью встроенной крыльчатки. Термоанемометр testo 410-1 оснащен запатентованным сенсором влажности testo, что гарантирует измерения и проверку условий окружающей среды. Помимо основных функций измерения скорости и температуры, прибор может измерять уровень влажности воздуха, температуру точки россы и шарика смоченного термометра (тепловую нагрузку окружающей среды).Расчет погрешности измерительного канала сводится к оценке СКО отдельных звеньев (?i) с учетом дополнительных погрешностей от влияющих факторов и нахождения суммарной погрешности процесса измерительного преобразования: , (1) Относительная погрешность датчика температуры, приведенная к началу диапазона измерения, СОСТАВЛЯЕТ?ДТН=0,02%,а к КОНЦУ?ДТК=0,06%.

Содержание

Введение

1. Обзор методов измерений температуры

1.1 Контактный метод

1.2 Бесконтактный метод

1.3 Люминесцентный метод

1.4 Обзор приборов для измерения температуры воздуха

1.5 Выбор устройства измерения

2. Расчет погрешности измерительного прибора

3. Разработка принципиальной электрической схемы и печатной платы

3.1 Моделирование печатной платы

3.2 Описание элементов схемы

3.3 Разработка корпуса и компоновка деталей

Заключение

Список использованных источников