Устройство контроля температуры - Курсовая работа

Настоящая курсовая работа посвящена разработке устройства контроля температуры.Для измерения температуры служат первичные преобразователи температуры - термодатчики (термопреобразователи). В промышленности, как правило, используются две разновидности датчиков температуры - термопары и термосопротивления.Существует несколько типов термопар. В основу данной курсовой работы положена цель разработать такое устройство контроля температуры, которое бы обеспечило необходимую точность измерения температуры.Указанные выше пункты должны в полной мере показать суть работы устройства, назначение всех его составляющих и методику проектирования электронных устройств.В данном устройстве контроля температуры применяется эффект изменения активного сопротивления терморезистора от температуры.Основанием для разработки является учебный план для специальностиЦелью разработки является возможность контроля температуры в диапазоне 0… 100°С.Основным источником разработки является “Контрольное задание к выполнению курсовой работы по общей электротехнике и электронике для студентов специальности 210200 дневной и заочной форм обучения”, а также различных справочников.Данное устройство работает в реальном режиме времени, с одновременной передачей информации о текущей температуре с двух каналов на ЭВМ и индикацией температуры по каждому каналу.Данное устройство рассчитано для работы в стационарных условиях при температуре окружающей среды от -55 до 125°С, относительной влажности от 40 до 80%, атмосферном давлении от 600 до 800 мм. рт. ст.Выбор элементной базы необходимо производить таким образом, чтобы разработанное устройство было реализовано на стандартных универсальных элементах.2.Графическая часть (схема электрическая принципиальная, структурная схема, печатная плата)В состав устройства входят следующие компоненты: 1.Два датчика температуры8.Схема индикация температуры и номера каналаИсточник опорного напряжения рассчитывается по формуле: ,В где Uct-напряжение стабилизации стабилитрона (VD1=1.3В) Выбираю R14=1.3 КОМ, в качестве операционного усилителя выбираю микросхему К544Д1А с параметрами: Uип1=15±1.5 В, Uип2=-15±1.5 В, Іпот=3.5 МА, Ку=50000, Uвхmax=±10 В, Івх=0.15 НА. Источник опорного напряжения рассчитывается по формуле: ,В где Uct-напряжение стабилизации стабилитрона (VD2=3.3В) Выбираю R14=1.2 КОМ В качестве операционного усилителя выбираю микросхему К544Д1А. При подключении напряжения Uобр=10 В максимальное входное напряжение рассчитывается по формуле: Для того, чтобы на индикаторе высветилось значение максимальной температуры, указанной в задании курсового проекта (100 С0), на вход АЦП необходимо подать напряжение, рассчитанное по формуле: Где Х-текущее значение на индикаторе.При изменении температуры изменяется и сопротивление терморезистора. Сами плечи включены параллельно между собой, и как отрицательная обратная связь с операционным усилителем.В зависимости от потенциалов на входах управления схема может выполнять функции четырехканального или двухканального АК.В работе использован фильтр Чебышева, т.к. он имеет наиболее плоскую характеристику в полосе пропускания.При подаче напряжения уровня логического нуля (в нашем случае уровень логической единицы) на вывод 2 потенциал выводов 4-7, соответствующих старшим разрядам, устанавливаются в “третье состояние”, т.е. выходное сопротивление по этим выводам становится около 1 Мом. При подачи напряжения уровня логического нуля на вывод 16 потенциал остальных восьми разрядных выводов устанавливается в “третье состояние”. Напряжение на выводе 17 определяет режим работы БИС. При подачи напряжения уровня логического нуля на этом выводе преобразователь КР572ПВ1 может работать в качестве АЦП, а при напряжении уровня логической единицы в качестве ЦАП.Источник опорного напряжения построен по схеме с ОУ и является стабильной, т.к. усиливает напряжение стабилитрона, которое является постоянным и почти не зависит от температуры.Схема индикации температуры включает в себя аналого-цифровой преобразователь и жидкокристаллический индикатор. Интегрирующее АЦП на 3,5 декады включает семисегментный декодер, стабилизатор и генератор и предназначен для работы с жидкокристаллическим индикатором. Микросхема имеет точность автоматической коррекции нуля не хуже 10 МКВ и дрейф нуля 1 МКВ/°С, низкое напряжение шумов на входе ?15 МКВ. Напряжение с выхода дифференциального усилителя поступает на вход аналого-цифрового преобразователя и преобразуется в семисегментный код для трех разрядов, который поступает на соответствующие входы жидко-кристаллического индикатора отвечающие за высвечивание соответствующих разрядов. Блок питания построен с использованием трансформатора серии ТПП имеющего несколько вторичных обмоток, четыре диодных мостика и четыре схемы стабилизации напряжения построенное с использованием ОУ.

Содержание

Введение

1.Техническое задание

1.1.Наименование и область применения разработки

1.2.Основание для разработки

1.3.Цель и назначение разработки

1.4.Источники разработки

1.5.Режимы работы объекта

1.6.Условия эксплуатации

1.7.Технические требования

1.8.Стадии и этапы разработки

2.Описание устройства

3.Расчет элементов устройства

4.Работа элементов устройства

4.1.Датчик температуры с усилителем

4.2.Аналоговый коммутатор

4.3.Фильтр низких частот

4.4.Аналого-цифровой преобразователь

4.5.Источник опорного напряжения

4.6.Схема индикации температуры

4.7.Блок питания

Выводы и заключение