Разработка измерителя потока жидкости - Курсовая работа

В данном курсовом проекте решается задача синтеза, то есть проектирования электронного устройства заданного функционального назначения и расчета параметров элементов выбранной схемы, удовлетворяющие заданным требованиям технического задания.Точность измерения минимальной скорости потока в абсолютных единицах составляет: Исходя из измеряемого диапазона, определим минимальную и максимальную частоту замыканий датчика и соответствующие этим частотам интервалы времени: При определении частоты замыканий и размыканий датчика за определенный период времени заданная точность измерения не будет достигнута.Структурная схема измерителя скорости потока жидкости, основанная на анализе технического задания, изображение на рис. Схема основана на измерении числа импульсов с генератора опорной частоты (ГОЧ) за 3 срабатывания датчика скорости с помощью двоичного счетчика импульсов СТ2, и дальнейшем их усреднении и преобразовании среднего значения в код индикации с помощью преобразователя (X/Y) и выдачи на устройство индикации отбор 3-х импульсов датчик скорости (ДС) осуществляется с помощью двоичного счетчика СТ1 и элементов «И-НЕ» и «И». После прохождения 3-х импульсов СТ1 элемент «И» запирается и импульсы ДС не поступают.После выбора и обоснования структурной схемы заданного электронного устройства необходимо сделать выбор элементной базы. В первую очередь необходимо решить о типе элементной базы, наиболее подходящем для проектируемого электронного устройства. Наиболее подходящим для проектирования заданного измерителя является первый тип «только ИМС».Практически же устройство, построенное на ИМС, всегда имеют некоторое количество дискретных элементов, которые выполняют вспомогательные функции. Далее необходимо составить перечень критериев в приоритетном порядке для выбора, как дискретных элементов, так и микросхем. Критерии и их приоритеты определяются, в первую очередь, условиями технического задания, а также другими задачами, решаемыми при проектировании электронных устройств или иного направления.Для обеспечения заданной точности измерения период импульсов ГОЧ должен быть равен: Исходя из величины определим минимальные и максимальные число импульсов, поступающих на счетчик за один цикл измерения: Определим разрядность счетчика импульсов ГОЧ: 14-разрядный двоичный счетчик импульсов реализуем на основе каскадного включения микросхем типа К561ИЕ10 [3]. Определим коэффициент деления делителя частоты: Делитель частоты с данным коэффициентом деления спроектируем на основе последовательного включения двух микросхем программируемых счетчиков типа К561ИЕ15 [3]. Режим деления представляет собой режим, когда на выходе образуются импульсы с частотой fвх/N и длительностью, соответствующей периоду поступающей частоты fвх. Где N-коэффициент деления, М-модуль устанавливаемый по входам Ka, Kb, Kc; Р1-множитель тысяч, устанавливается входами J1-J4; P2, P3, P4 - множители сотен, десятков, единиц, каждый устанавливается соответствующей четверкой входов J13-J16, J9-J12, J5-J8; Р5-остаток, устанавливаемый входами J1-J4. С началом счета в подсекцию модуля и остатка вводится число, равное модулю, и в ходе счета на выходе подсекции возникают импульсы с частотой fвх/M, пока не окончится счет вторым счетчиком, что имеет место, когда текущее число станет равным 1.Заданная точность измерения обеспечивается разрядностью счетчика импульсов.Разработанное устройство (измеритель скорости потока жидкости), предназначенное для контроля расхода жидкости в закрытых и открытых системах ее циркуляции, позволяет измерять скорость потока жидкости в пределах от 1 до 100 м/с.

Содержание

Введение

1 Анализ технического задания

2 Разработка структурной схемы устройства

3 Выбор элементной базы

4 Расчет и выбор элементов электрической принципиальной схемы устройства

5 Оценка погрешности измерения

Заключение

Список литературы

В данном курсовом проекте решается задача синтеза, то есть проектирования электронного устройства заданного функционального назначения и расчета параметров элементов выбранной схемы, удовлетворяющие заданным требованиям технического задания.

Процесс проектирования всегда связан с выбором оптимального варианта из нескольких возможных, то есть устройство должно быть как можно меньших размеров, обеспечивать высокую точность, минимальные затраты на его производство. Анализ электронных схем показывает, что построить измерительные устройства, одновременно удовлетворяющие требованиям минимума массы и габаритных размеров, высокого качества и быстродействия измерения при высоких энергетических показателях, невозможно изза ограничений, присущих используемым методом.

Данное устройство рассчитано на высокую точность (порядка 2%), легкость в понимании работы и настройки измерительного устройства.

Разработанное устройство (измеритель скорости потока жидкости), предназначенное для контроля расхода жидкости в закрытых и открытых системах ее циркуляции, позволяет измерять скорость потока жидкости в пределах от 1 до 100 м/с.

В целях обеспечения точности, надежности работы устройства и его простоты, большинство узлов выполнено в интегральном исполнении. При этом суммарная погрешность измерения не превышает 2%.

1) В.А. Скворцов, А.В. Топор, Электронные цепи и микросхемотехника. Часть II: Методические указания к курсовому пректу. - Томск ТУСУР, 2007. - 31 с.

2) Б.Л. Лисицын. Отечественные приборы индикации и их зарубежные аналоги: Справочник. - М.: Радио и связь, 1993-432 с.

3) Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов и др. - М.: Радио и связь, 1983. - 528 с.

4) Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок - Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА Мн.: Беларусь, 1994-591 с.

5) В.М. Герасимов, В.А. Скворцов. Электронные цепи и микросхемотехника. Краткий курс лекций для студентов специальности «Промышленная электроника». - Томск: ТУСУР, 1998-176 с.

6) Г.И. Пухальский, Т.Я. Новосельцева. Проектирование цифровых устройств на интегральных микросхемах: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990-304 с.

7) В.Э. Низэ, И.В. Антика. Справочник по средствам автоматики. - М.: 1983-504 с.