Расчет датчика температуры




ОТЧЕТ

 

по расчетно-графической работе

 

по дисциплине «Информационно-измерительные и управляющие системы»

 

Синтез узла информационно-управляющей системы

Вариант № 3

ОГУ 11.03.04. 4016. 003 О

 

Руководитель проекта

доцент, канд. тех. наук

_______________ С. А. Сильвашко

"___"_______________2016 г.

Исполнитель

студент группы 12ЭН(б)ПЭ

________________ А. А. Галузин

"___"_______________2016 г.

 

Оренбург 2016


Содержание

 

 

1 Разработка структурной схемы.. 3

2 Разработка функциональной схемы.. 5

3 Расчет погрешностей каналов. 7

 

 

Разработка структурной схемы

 

 

Согласно варианту задания, представленному на рисунке 1, требуется разработать структурную схему информационно-измерительного узла.

 

 

Рисунок 1 – Задание на работу

 

 

Исходя из задания, можно предположить, как будет реализована структурная схема. Датчик температуры собранный по мостовой трехпроводной схеме, выдаёт постоянное напряжение. В точке максимума температурной шкалы оно равно:

, где (1)

 

R6 = 6,8 кОм, = 10 Ом

 

 

 

Для датчика переменного тока Iп1 потребуется выпрямитель со сглаживающим фильтром, которые из переменного тока выделят эквивалентную постоянную составляющую. Определим выходное напряжение с датчика:

 

(2)

.

 

(3)

=

 

Так как выходное напряжение датчика во много раз меньше максимального входного напряжения АЦП, то требуется масштабирующий усилитель для сопряжения максимальных уровней напряжения на выходе фильтра и входе АЦП.

Выходное напряжение датчика постоянного напряжения также в несколько раз будет отличаться от максимального входного напряжения АЦП, поэтому также для согласования максимальных уровней напряжений на выходе датчика и входе АЦП ставится масштабирующий усилитель.

Для экономии средств будем использовать один АЦП, к которому по очереди будет коммутироваться каждый измерительный канал с помощью аналогового мультиплексора. Для коммутации трех измерительных каналов мультиплексору потребуется два адресных входа.

Цифровые выходы АЦП подключим к параллельным портам микропроцессорного устройства (MPU). Также потребуются управляющие связи от MPU к мультиплексору и АЦП.

Исходя из этих предположений построим структурную схему, представленную на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 – Структурная схема информационно-измерительного узла

 

На рисунке 3 показан расчет коэффициентов передачи блоков информационно-измерительного узла

 

 

Рисунок 3 – Расчет коэффициентов передачи

 


 

Разработка функциональной схемы

 

Расчет датчика температуры

 

В связи с тем, что термометр сопротивления обладает маленьким сопротивлением, его необходимо включить по мостовой трехпроводной схеме (рисунок 4). Для ослабления изменения тока, протекающего через плечо R6, R3 необходимо, чтобы выполнялось условие: R4 = R7 ≥ R3* 102. Пусть R4= R7 = 6,8 кОм. Тогда можно считать, что через плечо R6, R3 течет постоянный ток:

 

. (4)

 

=

 

Для балансировки моста необходимо, чтобы в начальной точке температурной шкалы сопротивление R6= R(tmin)= 50 Ом. В этом случае напряжение выхода с моста UМ(tmin)= 0 В. Определяем величину UМ(tmax) в конце температурной шкалы:

(5)

 

 

Для согласования этой величины с UАЦП = 10 В необходимо включить масштабирующий усилитель с коэффициентом усиления:

 

(6)

 

 

Принимаем R10 = 9.8 кОм, R11 = 200 Ом.

Учитывая низкоомный характер датчика температуры, можно допустить, что воздействие внешних полей в области высоких частот будет несущественным и отказываемся от ФНЧ. На рисунке 5 приведена схема включения датчика температуры.

 

 

Рисунок 4 – Схема включения датчика температуры

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: