Разработка прибора, предназначенного для точного измерения в широких пределах температуры различных объектов - Курсовая работа

В настоящее время происходит интенсивное развитие рынка информационно-измерительных систем, выпускается множество, как совершенно новых, так и модернизированных приборов. На рынке информационно-измерительных систем существует довольно жесткая конкуренция, что побуждает производителей измерительного оборудования применять в своих разработках прогрессивные конструкторские идеи и современные электронные компоненты.Разработать прибор, предназначенный для точного измерения в широких пределах температуры различных объектов для использования как в быту, так и в технике.Дополнительные погрешности, °С: от изменения температуры окружающей среды в пределах от 0 до 40 °С ±0,05 от смены датчиков ±0,1 Наибольшая длина экранированного кабеля для соединения датчиков с прибором (при сопротивлении каждого провода в кабеле не более 5 Ом), м 300Изменение температуры объекта, в котором размещен термодатчик, вызывает изменение сопротивления датчика, которое в блоке Е1 преобразуется в соответствующее изменение напряжения.Терморезистором называется измерительный преобразователь, активное сопротивление которого изменяется при изменении температуры. В качестве терморезистора может использоваться металлический или полупроводниковый резистор. Датчики температуры с терморезисторами называются термометрами сопротивления. Указанным свойством обладает множество материалов, но лишь немногие из них удовлетворяют вторичным эксплуатационным требованиям, связанным со стабильностью свойств и нечувствительностью к внешним воздействиям по другим физическим параметрам (давление, плотность магнитного потока, потока нейтронов и т.п.). Всему комплексу метрологических и эксплуатационных требований удовлетворяет относительно узкая номенклатура материалов, предоставленных разными видами веществ, способных проводить электрический ток: металлами, полупроводниками, электролитами.Напряжение на выходе может превышать разность напряжений на входах в сотни или даже тысячи раз. Стабилизатор тока питания моста выполнен на операционном усилителе (DA1.2) К157УД2. Микросхема К157УД2 - универсального назначения, обладающий низким уровнем собственных шумов (типовое шачение напряжения шумов, приведенных ко входу ОУ, составляет 1,6 МКВ в полосе частот 20...20 000 Гц при нулевом сопротивлении источника сигнала). Операционный усилитель К157УД2 допускает большой диапазон входных дифференциальных напряжений, имеет защиту от коротких замыканий на выходе. 3 - вход инвертирующий 1-го канала (-);АЦП реализован на БИС К572ПВ2А и работает по принципу двойного интегрирования с автокорректировкой "нуля" и автоматическим определением, полярности входного сигнала. Микросхемы К572ПВ2А представляют собой интегрирующий АЦП на 3 1/2 десятичных разряда с выходом на семисегментный светодиодный индикатор. ИС предназначены для применения в измерительных приборах напряжения, тока, сопротивления, температуры и веса с выводом информации на семисегментные светодиодные индикаторы. Микросхема имеет дифференциальные входы для измеряемого и образцового напряжений. Это позволяет измерять «плавающие» напряжения и подавлять синфазные помехи, возникающие в цепях входного сигнала и образцового источника.Питается термометр от сети переменного тока напряжением 220 В через трансформатор Т1. Для стабилизации питающего двуполярного напряжения предусмотрены параметрические стабилизаторы VD1,R18 и VD2,R19.Сигнал с АЦП поступает на табло состоящее из трех светодиодных индикаторов HG1 - HG3 и светодиода HL1. Семисегментный индикатор выполнен на АЛС324Б (рис.4). Индикаторы имеют семь сегментов и децимальную точку, излучающих свет при воздействии прямого тока. Различные комбинации элементов, обеспечиваемые внешней коммутацией, позволяют воспроизвести цифры от 0 до 9 и децимальную точку. У индикаторов АЛС324А-1 элементы имеют общий катод, у АЛС324Б-1 - общий анод.Переключателем SB1 выбирают один из термодатчиков RK1, RK2, установленных на объекте, температуру которого надобно измерить. Точность и линейность показаний индикатора в пределах измеряемой температуры определяется в основном стабильностью тока, питающего измерительный мост. Стабилизатор тока питания моста выполнен на операционном усилителе DA1.2. Подстроечный резистор R11 позволяет в небольших пределах изменять роль выходного тока, что дает вероятность изменять крутизну преобразования сопротивления термодатчика в напряжение и обеспечивает установку верхней границы измеряемой температуры. Напряжение с диагонали измерительного моста, пропорциональное температуре, усиливается дифференциальным усилителем, выполненным на операционном усилителе DA1.1, и с его выхода подается на вход АЦП.Рис.6Рис.7Для этого надобно отмерить 619 см провода ПЭТВ диаметром 0,05 мм намотать его бифилярно на изоляционную оправку, к одному концу провода датчика припаять один гибкий вывод, ко второму - два таких же вывода. Можно припаять датчик прямо к проводникам подводящего кабеля. На каждый датчик потребуется три проводника в кабеле.

Содержание

Введение

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

2. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ

3.1 Выбор термодатчика

3.2 Выбор операционного усилителя

3.3 Выбор АЦП

3.4 Выбор блока питания

3.5 Выбор семисегментного индикатора

4. ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

4.1 Чертеж основной платы

4.2 Чертеж дополнительной платы

4.3 Настройка прибора

Список литературы