Мазмұны Кіріспе 2
жүктеу/скачать 4.39 Mb.
|
МазмұныКіріспе 21 Өлшеу нысанын талдау. 3 2 Жылумен жабдықтау жүйесіндегі судың температурасын өлшеу әдістері мен құралдары 4 3 Кедергі келтіретін жылу түрлендіргіштерінің жұмыс принципі 6 4 Жасалып жатқан сандық термометрге техникалық талаптарды әзірлеу 8 4.1 Мақсаты мен көлеміне қойылатын талаптар 8 4.2 Функционалды талаптар 8 4.3 Сандық термометр параметрлеріне қойылатын техникалық талаптар 8 4.4 Экологиялық талаптар 8 4.5 Қауіпсіздік талаптары 9 4.6 Жабдықтың тасымалдау және сақтау орнықтылығына қойылатын талаптар 9 5 Сандық термометрдің құрылымдық диаграммасын жасау 10 6 Сандық термометр туралы түсінік қалыптастыру 12 6.1 ADC таңдау 13 6.2 Датчикті таңдау 14 6.3 Ағымдағы қабылдау қондырғысын дамыту 14 6.4 Кернеудің үлгісін жасау 14 6.5 Компенсатордың дамуы 15 6.6 Индикаторларды таңдау 17 6.7 Элементтерді таңдау 17 6.8 Қуат көзін дамыту. 19 8 Сандық термометрдің жұмыс істеу алгоритмін құру 20 9 Сандық термометрдің метрологиялық сипаттамаларын талдау және есептеу. 21 9.1 Сандық термометрдің метрологиялық сипаттамаларын талдау. 21 9.2 Сандық термометрдің метрологиялық сипаттамаларын есептеу. 21 Қорытынды 22 Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 23 Кіріспе
Температура дегеніміз, негізінен, физикалық мөлшер деп анықталады, оны анықтайды:
1 Өлшеу нысанын талдау Өлшеу нысаны ретінде жылумен жабдықтау жүйесіндегі құбырлар арқылы ағатын суды аламыз. Жылу көзіне сәйкес жылумен жабдықтау жүйесінің үш түрі бар: 1) ЖЭО-да жылу мен электр энергиясын өндіруге негізделген жоғары ұйымдастырылған жылумен жабдықтау; 2) аудандық жылу және өндірістік жылыту қазандықтарынан орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету; 3) шағын қазандықтардан, жеке жылыту пештерінен орталықтандырылмаған жылумен жабдықтау және т.б. Салқындатқыштың табиғаты бойынша су мен буды жылумен жабдықтау жүйелері ерекшеленеді. Су жүйелері негізінен маусымдық тұтынушыларды жылумен және ыстық сумен жабдықтау үшін, ал кейбір жағдайларда технологиялық процестер үшін қолданылады. Бу жылыту жүйелері негізінен жоғары температуралы жылу жүктемесі қажет өнеркәсіптік кәсіпорындарда таратылады. Ыстық сумен жабдықтауға су беру әдісіне сәйкес су жүйелері жабық және ашық болып бөлінеді. Жабық сумен жабдықтау жүйелерінде жылу желілеріндегі су жылытқыштарда жер үсті ағынды суды жылытуға арналған жылу көзі ретінде ғана пайдаланылады, содан кейін ол жергілікті ыстық сумен жабдықтау жүйесіне кіреді. Ашық сумен жабдықтау жүйелерінде ыстық су жергілікті ыстық сумен жабдықтау жүйесінен тікелей су тарату жүйелеріне келеді. Құбырдағы судың минималды температурасы: - 70 ° C-тан төмен емес жабық тізбектер үшін; - 60 ° С-тан төмен емес ыстық сумен жабдықтаудың ашық схемалары үшін. Сонымен, қазандықтың дұрыс жұмыс істеуі үшін бізге осы жүйеде судың температурасын бақылау керек, оның қуаты судың температурасына байланысты өзгертілуі керек. Сондықтан температураның сенсоры қажет болады, ол судың температурасын өлшеу қажет болатын құбырдың белгілі бір учаскесіне тікелей орнатылады. 2 Жылумен жабдықтау жүйесіндегі судың температурасын өлшеу әдістері мен құралдары Жылыту жүйесіндегі салқындатқыштың температурасын өлшеу үшін арнайы сенсорлар қолданылады. Жер үстінде және суға батырылатын сенсорлар бар. Құбырларға арналған температура сенсоры қазіргі заманғы құбырларды жабдықтауға арналған электрлік құрылғы болып табылады. Шындығында, бұл құбырлардың беттік температурасын өлшеу үшін қажет контактілі термометр. Бұл құрылғы байланыстырушы немесе жанасатын бет арқылы құбырмен байланыста болады. Өлшеу процедураларының мақсаты - құбырдың қызу дәрежесі емес, өйткені ол арқылы ағып жатқан судың температурасы. Егер алынған мән стандарттан өзгеше болса, ол қыздыруды өзгерту арқылы реттеледі. Термометрлерді орнату оңай. Олардың кейбіреулері белгілі бір ұзындықтағы кабельге ұқсас, оның бір ұшы байланыс элементтерімен жабдықталған. Тағы бір нұсқа - бұл құбырға қысқышпен бекітілген монтаж қорабы. Құбырдың үстіңгі температурасының сенсоры белсенді және енжар. Пассивті сенсор дегеніміз - терморессивті элемент, оның қарсыластығының өзгеруі температураға байланысты. Оң RTS тәуелділігі бар элементтер үшін температура жоғарылағанда қарсылық жоғарылайды. Егер тәуелділік теріс болса (NTC), онда қарсылық температураның жоғарылауымен бір уақытта төмендейді. Датчикті таңдау контроллердің қосылуы мүмкін болатын мүмкіндігіне байланысты болады. Белсенді сенсор дегеніміз - бұл термистор элементі кірістірілген электронды түрлендіргішпен біріктірілген, ол температуралық диапазонға сәйкес келетін резистивті сигналды басқа түрдегі сигналға түрлендіреді. Бұл құрылғыларға 24 В қуат қажет. Құрылғыда бір температуралық диапазоннан екіншісіне ауысуға мүмкіндік беретін секіргіштер бар. Бірқатар термометрлер өлшеу нәтижелерін көре алатын LCD дисплеймен жабдықталған. Су астындағы модель құбырлардағы судың қызу деңгейін анықтау үшін де қолданылады. Құбырдағы судың температуралық датчигін орнату жүйенің белгілі бір учаскелерінде жүзеге асырылады. Оның орнатылуы негізгі конфигурациядағы қатты отын қазандығының моделі онымен жабдықталмаған жағдайда қажет. Оқуды алу әдісіне байланысты батыру термометрлері биметалл және алкоголь болып табылады. Биметалл құрылғысының дизайнында индикатордың жебелік механизмінен басқа, әр түрлі металдан жасалған екі тақтайша бар. Қыздыру кезінде пластиналардың біреуі деформацияланып, индикатордың көрсеткісін басады. Осы модельді қолдана отырып, сіз өте дәл мәліметтер ала аласыз, бірақ оның кемшілігі де бар - жоғары инерттілік. Алкогольді қолдану кезінде құндылықтарды көрсету инерциясы туралы айтудың қажеті жоқ, өйткені бұл жерде емес. Бұл құрылғының жұмыс принципі кәдімгі термометрмен бірдей. Алкогольді ерітінді герметикалық колбаға салынады. Қыздырған кезде ол кеңейеді, алкоголь бағанасы судың температурасына сәйкес келетін шкаладағы мәнге қарама-қарсы қатып қалады. Бұл дизайнның кемшілігі - оқуды бақылау процесінде кездесетін қиындықтар. Иммерсия термометрін таңдауға әсер ететін факторлардың бірі - оның жеңінің ұзындығы. Ол 120-160 мм болуы мүмкін. Осы құрылғыларды орнатуға кіріспес бұрын, олармен бірге шығарылатын өндірушінің нұсқауларын оқып білу қажет. Онда орнату мүмкіндіктері туралы ақпарат және пайдалануға арналған нақты ұсыныстар бар. Электр кедергісі бар термометрдің жұмысы жоғары температураның әсерінен металдардың жекелеген түрлерінің электрлік кедергісін өзгерту принципіне негізделген. Құрылғының сезімтал элементі - бұл оқшаулағыш материалдың негізіне оралған сым спиралы. Өлшеу сенсоры арнайы қабықпен қорғалған, оған керамикалық қондырғы қосымша бекітілген. Қорғаныс қақпағы бұрандалы қосылыммен жабдықталған, бұл термометрді ыдысқа немесе құбырға орнатуды жеңілдетуге қызмет етеді. Сонымен қатар, саптамадан өлшеуіш басымен бұралған және алынған қарсылықты оқылатын сандарға түрлендіретін құрылғыға қосылған сымдар да бар. Көру құралы ретінде логометрлер немесе автоматты өлшеуіш көпірлер қолданылады. Қазандық жабдықтар үшін термопаралар жиі қолданылады, мыс пайдаланылатын оқшаулағыш материал ретінде. Бұл температураны -50-ден + 600ºС-қа дейін өлшеуге мүмкіндік береді, бұл газ немесе мазутты қазандықтар үшін жеткілікті. Термопара екі өткізгіштің тұйықталған тізбегінде туындайтын температура айырмашылығымен туындайтын термоэлектр қозғаушы күшін өлшеу принципі бойынша салынған. Температураның жоғарылауымен немесе төмендеуімен түйіспеде ЭМӨ-нің пропорционалды өзгерісі пайда болады, ол қосылған милливольтметрдің көрсеткіштерінде қарапайым сандарға ұқсайды. Электр қозғаушы күштің көрсеткіштері сымдарды өндіру үшін қолданылатын металға және суық және ыстық түйісулердің температурасына байланысты. Термопараларды белгілеу кезінде осы әріп электродтың материалын көрсетеді. бұл газ немесе мазутты қазандықтар үшін жеткілікті. Термопара екі өткізгіштің тұйықталған тізбегінде туындайтын температура айырмашылығымен туындайтын термоэлектр қозғаушы күшін өлшеу принципі бойынша салынған. Температураның жоғарылауымен немесе төмендеуімен түйіспеде ЭМӨ-нің пропорционалды өзгерісі пайда болады, ол қосылған милливольтметрдің көрсеткіштерінде қарапайым сандарға ұқсайды. Электр қозғаушы күштің көрсеткіштері сымдарды өндіру үшін қолданылатын металға және суық және ыстық түйісулердің температурасына байланысты. Термопараларды белгілеу кезінде осы әріп электродтың материалын көрсетеді. бұл газ немесе мазутты қазандықтар үшін жеткілікті. Термопара екі өткізгіштің тұйықталған тізбегінде туындайтын температура айырмашылығымен туындайтын термоэлектр қозғаушы күшін өлшеу принципі бойынша салынған. Температураның жоғарылауымен немесе төмендеуімен түйіспеде ЭМӨ-нің пропорционалды өзгерісі пайда болады, ол қосылған милливольтметрдің көрсеткіштерінде қарапайым сандарға ұқсайды. Электр қозғаушы күштің көрсеткіштері сымдарды өндіру үшін қолданылатын металға және суық және ыстық түйісулердің температурасына байланысты. Термопараларды белгілеу кезінде осы әріп электродтың материалын көрсетеді. түйісуде ЭМӨ-нің пропорционалды өзгерісі болады, ол қосылған милливольтметрдің көрсеткіштерінде қарапайым сандар сияқты көрінеді. Электр қозғаушы күштің көрсеткіштері сымдарды өндіру үшін қолданылатын металға және суық және ыстық түйісулердің температурасына байланысты. Термопараларды белгілеу кезінде осы әріп электродтың материалын көрсетеді. түйісуде ЭМӨ-нің пропорционалды өзгерісі болады, ол қосылған милливольтметрдің көрсеткіштерінде қарапайым сандар сияқты көрінеді. Электр қозғаушы күштің көрсеткіштері сымдарды өндіру үшін қолданылатын металға және суық және ыстық түйісулердің температурасына байланысты. Термопараларды белгілеу кезінде осы әріп электродтың материалын көрсетеді. 3 Кедергі келтіретін жылу түрлендіргіштерінің жұмыс принципі Кедергі жылу түрлендіргіштерінің (термо резисторлардың) жұмыс принципі температураға байланысты өткізгіштер мен жартылай өткізгіштердің электр кедергісінің өзгеруіне негізделген. Мұндай сенсор жасалынған материал жоғары температуралық қарсылық коэффициентіне ие болуы керек, қарсыласудың температураға сызықтық тәуелділігі, қасиеттердің жақсы қалпына келуі және қоршаған орта әсеріне инерттілік. Ең бастысы, платина осы қасиеттердің барлығын қанағаттандырады; аздап - мыс. Платиналы термисторлар температураны –260 бастап 1100 0C аралығында өлшеуге арналған. 0-ден 650 0С-қа дейінгі температуралық температурада олар үлгілі және анықтамалық өлшеу құралдары ретінде қолданылады және мұндай түрлендіргіштердің калибрлеу сипаттамаларының тұрақсыздығы 0,001 0С аспайды. Платина термисторлары өте тұрақты және көбейтілетін. Олардың кемшіліктері - түрлендіру функциясының жоғары құны және сызықтық емесдігі. Сондықтан олар тиісті диапазонда температураны дәл өлшеу үшін қолданылады. Мыс арзан термисторлар тәжірибеде кеңінен қолданылады. Мыстың кемшілігі оның кішкентай кедергісі және жоғары температурада оңай тотығуы болып табылады, нәтижесінде мыс қарсыласу термометрлерін пайдаланудың соңғы шегі 1800С температурамен шектеледі. Мыс термисторлары тұрақтылық пен репродукция тұрғысынан платинадан төмен. Стандартты қарсылықты термометрлердің жылу инерциясы термиялық инерция (уақыт тұрақтысы) индикаторымен сипатталады, олардың мәндері ондаған секундтан минуттық бірлікке дейін жетеді. Арнайы дайындалған төмен инерцияға төзімді термометрлердің уақыт константасын 0,1 сек дейін төмендетуге болады. Никельге төзімді термометрлер де қолданылады. Никель салыстырмалы түрде жоғары қарсылыққа ие. Мыс және никель термисторлары сонымен қатар шыны оқшаулаудағы лито-микропродуктардан жасалады. Микротолқынды термисторлар тығыздалған, өте тұрақты, төмен инерциялы және кішігірім өлшемдері ондаған кило-омға дейін қарсылыққа ие болуы мүмкін. Металл термисторларымен салыстырғанда жартылай өткізгіш термисторлар (термисторлар) жоғары сезімталдыққа ие, олар теріс температура коэффициентіне ие, яғни. мыс және платинаға қарағанда үлкенірек орналасу реті. Өте аз мөлшердегі жартылай өткізгіш термисторлардың жоғары қарсылық мәні бар (1 МΩ дейін). Температураны өлшеу үшін ең көп таралған жартылай өткізгіш термисторлар KMT (кобальт және марганец оксиді қоспасы) және MMT (мыс пен марганец оксидінің қоспасы) болып табылады. Термисторларда сызықтық түрлендіру функциясы бар. Термисторлардың маңызды жетіспеушілігі олардың сипаттамаларын жаппай өндірісте жеткілікті дәлдікпен қалыпқа келтіруге мүмкіндік бермейді, сипаттамалардың нашар репродуктивтілігі (бір дананың екіншісінен екіншісінен айтарлықтай айырмашылық). Жартылай өткізгіш температура датчиктері уақыт өте келе жоғары тұрақтылық сипаттамаларына ие және 100-ден 200 0 С-ге дейінгі температураны өзгерту үшін қолданылады. Кедергі термопаралары бар өлшеу тізбегі көбінесе көпір болып табылады; Көпірдің тепе-теңдігі потенциометр көмегімен жүзеге асырылады. Термистордың кедергісі өзгерген кезде потенциометрдің сырғытпасының позициясы сәйкесінше өзгереді, масштабқа қатысты позиция құрылғының оқылуын құрайды; масштаб тікелей температура бірлігінде аяқталады. Бұл коммутациялық схеманың кемшілігі - термистордың қосылу сымдары енгізген қате; қоршаған орта температурасының өзгеруімен сымдардың кедергісінің өзгеруіне байланысты бұл қателіктің орнын толтыру мүмкін емес, сымдарды жалғауға арналған үш сымдық тізбек қолданылады, оның ішінде қорғасын сымдарының кедергісі әртүрлі тармақтарда болады және олардың әсері айтарлықтай төмендейді. 4 Жасалып жатқан сандық термометрге техникалық талаптарды әзірлеу 4.1 Мақсаты мен көлеміне қойылатын талаптар Құрылғы жылу жүйесіндегі судың температурасын өлшеуге арналған. Қолдану саласы: өнеркәсіпте, үйдің жылу жүйесі. 4.2 Функционалды талаптар Сандық термометр келесі функцияларды орындауы керек: 1) жеті сегменттік сан түрінде индикатор туралы қабылдау үшін ыңғайлы нысанда ақпарат ұсыну; 4.3 Сандық термометр параметрлеріне қойылатын техникалық талаптар Сандық термометрдің параметрлеріне қойылатын техникалық талаптар 3.1 кестеде келтірілген. 4.1 кесте Сандық термометр параметрлеріне арналған техникалық сипаттамалар
4.4 Пайдалану шарттары Қоршаған орта температурасы - + 30 ° С-ден + 100 ° С. Климаттық модификация - барлық климаттық (В). 4.5 Қауіпсіздік талаптары Термометрлер ГОСТ Р 12.1.019-2009 талаптарына сәйкес келуі керек. 4.6 Жабдықтың тасымалдау және сақтау орнықтылығына қойылатын талаптар 4.6.1 Термометрді қаптамалы түрде тасымалдау жабық көліктерде барлық көлік түрлерімен жүзеге асырылады 4.6.2 Термометрлердің тасымалдау шарттары 5 ГОСТ 15150 қоршаған орта температурасында 30 және плюс 60 ° C температурадан, соққылардан және дірілден қорғау шараларын сақтай отырып сәйкес келеді. 4.6.3 Теріс температурада тасымалдағаннан кейін термометрді қалыпты жағдайда 24 сағат ішінде сақтау керек. 4.6.4 Термометрді өндіруші мен тұтынушының қоймасында пайдалануға берілгенге дейін сақтау 1 ГОСТ 15150 талаптарына сәйкес келеді. 4.6.5 Термометрлерді сақтау бөлмесінде коррозияны тудыратын шаңның, қышқылдар мен сілтілердің буы, агрессивті газдар және басқа зиянды қоспалар ГОСТ 15150 сәйкес 1 атмосфера үшін коррозиялық агенттердің мөлшерінен аспауы керек. 5 Сандық термометрдің құрылымдық диаграммасын жасау A3 А2 A1 Түрлендіргіш көмегімен өлшенген температура тиісті кернеуге түрлендіріледі, содан кейін аналогтан-цифрлық түрлендіргішті қолдана отырып, аналогтық сигналдың кернеуі сандық индикатор арқылы сигнал деңгейінің кейінгі көрінісі үшін цифрлық түрге ауыстырылады. Диаграмма 5.1 суретте келтірілген. Көрсеткіш Сандық түрлендіргішке ұқсас Температура-кернеу түрлендіргіші 5.1-сурет - сандық термометрдің функционалды диаграммасы Температуралық кернеу түрлендіргішіне келесі компоненттер кіреді: 1) токо - басты түйін; 2) үлгілік кернеудің шамасы; 3) сезімтал элемент; 4) компенсатор; Осы түйіндерді ескере отырып, 5.2 суретте көрсетілгендей, келесі құрылымдық сызба алынды. А4 А1.1 Ағымдағы параметр блогы Нәр беруші Сезімтал элемент? Көрсеткіш ADC Компенсатор Уобрды кішірейту А1.2 1 A3 А2 А1.3 1 А1.4 1 5.2 сурет - сандық термометрдің блок-схемасы Ағымдағы параметр қондырғысы кернеу тогының түрлендіргіші қызметін орындайды, яғни бұл блок өлшеу тізбегіне түсетін токты орнатады. Эталондық кернеу генераторы эталондық кернеу көзінің қызметін орындайды. Сенсор элементі температураны кернеу түрлендіргішіне дейін орындайды. Нөлдік температурада жылу кедергісінің бастапқы мәнін өтеу үшін компенсатор қажет. Жұмыс принципі мыналарға негізделген: қуат көзінен келетін кернеу өлшеу тізбегі арқылы өтетін токқа айналатын ток қондырғысына беріледі. Әрі қарай, өлшеу тізбегіндегі барлық түйіндер қатарға орналастырылғандықтан, ток өлшеу тізбегінің барлық кейінгі бөлімдеріне тең болады. Әрі қарай ток кернеудің үлгілі кернеуі пайда болған жерде беріледі. Осыдан кейін ток сезгіш элемент арқылы өтеді, онда өлшеу кернеуі пайда болады, оның мәні температураның өзгеруіне байланысты өзгереді. Ал компенсатор нөлдік температурада жылу кедергісінің бастапқы мәнін өтейтін компенсаторлық кернеуді қалыптастырады. 6 Сандық термометр туралы түсінік қалыптастыру Құрылғының сезімтал элементі температура сенсоры болып табылады, оның принципі температура өзгерген кезде олардың электрлік кедергісін өзгерту үшін кейбір материалдардың қасиетіне негізделген. Температура сенсорлары әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы өнеркәсіпте массивті металл (мыс немесе платина) термиялық түрлендіргіштер жиі қолданылады. Тұрмыстық техника үшін жартылай өткізгішті шағын өлшемді термисторлар MMT, KMT, ST1, STZ, TR-4, MMT-4 ең қолайлы, олар метал түрлендіргіштермен салыстырғанда жылу инерциясынан әлдеқайда аз, температураның он есе жоғары кедергісі бар (TCS), үлкенірек электр сенсорды құрылғыға қосатын сымдардың кедергісін толығымен елемеуге мүмкіндік беретін қарсылық. Миниатюралық жасуша тәрізді витрификацияланған ТП-4 термисторы TCS төмендетілген ең жақсы сипаттамаларға ие. Оның өлшемдері 6X4X2,5 мм; 80 мм ұзын икемді сымдар төмен жылу өткізгіштік сымнан жасалған. Оның массасы 0,3 г құрайды. TR-4 термисторының негізгі электрлік сипаттамалары: номиналды кедергі - + 25 ° C температурада 1 к0м ± 2%, TKS - шамамен 2% / ° C, жұмыс температурасы - 60 ... + 200 ° С, уақыт тұрақтысы - 3с. Жартылай өткізгіш термисторлардың кемшілігі - температураны өлшеу үшін кеңінен қолдануға кедергі болатын негізгі себеп, қарсылықтың температураға тәуелділігі мен сипаттамалардың айтарлықтай дисперсиясы. Сур. 6.1-де TP-4 және MMT-4 жартылай өткізгіш термисторлардың кедергісінің температуралық тәуелділігі көрсетілген. Дегенмен, сипаттамаларды сызуға арналған тиісті электрлік шешімдер бұл кемшіліктерді айтарлықтай жояды. Сурет 6.1 - жартылай өткізгіш термисторлардың TR-4 және MMT-4 температураларға төзімділігі Құрылғының негізі - шығысы төрт таңбалы сұйық кристалды дисплейге HG1 қосылған аналогты-сандық түрлендіргішті (ADC) біріктіретін DA3. Мұндай элементтер базасы электр қуатын тұтынуды азайтуға және шағын өлшемдер мен салмақты қамтамасыз етуге мүмкіндік берді. Құрылғыда біз жылу әдісі арқылы қарсылықты тікелей өлшеу әдісін қолданамыз, яғни R4 термисторы мен тірек резисторы (R2 + R3) тізбектей жалғанған және сол ток олар арқылы өтеді, сондықтан термистордағы кернеудің түсуі 30 және 31 кіріс терминалдарына түседі, ал кернеудің төмендеуі DA3 ADC 35 және 36 түйреуіштеріне ауыстырылған үлгілі кернеу көзі қызметін атқаратын үлгілі резисторға. Нәтижесі келесідей болады: Осы өлшеу әдісімен ADC түрлендіру нәтижесі өлшеу тізбегіндегі токқа тәуелді емес, бұл әдетте өлшегіштердің дәлдік сипаттамалары тәуелді жоғары сапалы ток көздері мен эталондық кернеулердің қажеті жоқ. 6.1 ADC таңдау Мен ADC KR572PV5 таңдадым, оның техникалық сипаттамалары 6.1 кестеде келтірілген. Кесте 6.1 ADC KR572PV5 техникалық сипаттамалары
Сымдардың схемасы 6.2 суретте көрсетілген. 6.2 сурет - ADC KR572PV5 қосу тізбегі 6.2 Датчикті таңдау Термистор ТП-4 сезімтал элемент ретінде таңдалды. Оның техникалық сипаттамалары 6.2 кестеде келтірілген. 6.2 кесте TR-4 термисторының техникалық сипаттамалары
Біз таңдаған термистор 4.1 кестеде көрсетілген талаптарға сәйкес келеді. 6.3 Ағымдағы қабылдау қондырғысын дамыту Ағымдағы реттеу түйіні үшін R1 резисторы қажет. Термистордың өзін-өзі жылыту кезіндегі қатені азайту үшін, R1 ток реттегіш резисторының мәні өлшеу тізбегіндегі ток шамамен 0,1 мА болатын етіп таңдалады. Диаграмма 6.3 суретте көрсетілген. 9В 6.3 сурет - ток жинайтын қондырғы 6.4 Кернеудің үлгісін жасау Бізге R2 және R3 резисторлары қажет болады, олар тізбектей қосылады және Uobr кернеудің үлгісін құрайды. Жылу кедергісінің температураға сызықты емес тәуелділігін сызу үшін біз R4 термисторының R11-резисторымен маневрлік жүргіземіз, дәлірек айтқанда, құрылғыға ампер DA1 енгізу арқылы. Бірақ R11 маневрлік резисторы тек сызықты емес бөлігін түзетеді, жұмыс температурасының диапазонын сәл кеңейтеді. Дәл сызықтық принципі Урев эталондық кернеуіне байланысты ADC түрлендіру коэффициентінің өзгеруіне негізделген. Ол DA1 оппасы арқылы кері байланысқа байланысты өзгереді. = l + (R8 + R9) / R7 Осыған байланысты UBX кіріс кернеуінің бір бөлігі Uobp кернеуіне қосылады. Термистордың кедергісі температура төмендеген сайын жоғарылайды, модельдің кернеуі соғұрлым тез артады және бұл ADC конверсия коэффициентінің пропорционалды төмендеуіне әкеледі: Uobr = Uobr (+) - Uobr (-) = U0-К1 (Ук-Uт) Диаграмма 6.4 суретте келтірілген. 6.4 сурет - үлгілік кернеудің электрлік схемасы 6.5 Компенсатордың дамуы Температураны өлшеу режимінде жұмыс істейтін құрылғы үшін нөлдік температурада жылу кедергісінің бастапқы мәнін өтеу әдеттегідей. Бұл үшін компенсаторлық резистордың кедергісі (R5 + R6) термистордың R4 нөлдік температурадағы кедергісіне тең және ADC 30 терминалына берілген Ut + Uk кернеуінің сомасын өтеу үшін оның жұмыс күшейткішін құрайтын 31 терминалға 2 Uk кернеуі беріледі DA2 пайдамен: K2 = (1 + R14 / R13) = 2 Температураның жоғарылауымен термистордың кедергісі төмендейтінін ескере отырып, бізде: Uin ADC = Uin (+) –Uin (-) = 2Uc - (UT + UK) = UK - UT Компенсатор тізбегі 6.5 суретте көрсетілген. 6.5 сурет - компенсаторлық тізбек Егер біз ең аз маңызды биттің бөлу бағасын 0,1 ° C-қа тең алсақ, онда HG1 сандық индикаторының оқылуы келесі өрнекпен анықталады: Осыны ескере отырып, біз 6.6 суретте көрсетілген келесі схеманы аламыз. 6.6 сурет - сандық термометрдің сызба-диаграммасы 6.6 Индикаторларды таңдау Индикатор ретінде IZHKTS1-4 / 8 таңдалды, өйткені онда нөмірлер жақсы көрсетілген, оның техникалық сипаттамалары 6.6 кестеде келтірілген. 6.6-кесте Техникалық сипаттамалары IZHKTS1-4 / 8
6.7 Элементтерді таңдау ADC жұмысын қамтамасыз ететін термометрдің элементтері тән, мысалы, транзистор VT1 KT315V, инвертор қосылған, HG1 сандық индикаторында ондық бөлшектерді көрсетуге қызмет етеді. Оның техникалық сипаттамалары 6.7 кестеде келтірілген. 6.7 кесте KT315V транзисторының техникалық сипаттамалары
Мен C2-29V типті резисторларды тұрақты резистор ретінде таңдадым, олардың техникалық сипаттамалары 6.8 кестеде келтірілген. 6.8 кесте C2-29V резисторларының техникалық сипаттамалары
Мен баптау ретінде PV36 резисторларын таңдадым. Олардың техникалық сипаттамалары 6.9 кестеде келтірілген. 6.9-кесте PV36 резисторларының сипаттамалары
Конденсаторлар келесідей таңдалды: C1 - K50-15:, SZ және C7 - K22U, C5 - K73-17, C2 және C6 - K73-24. Олардың техникалық сипаттамалары 6.10 кестесінде келтірілген. 6.10 кесте Конденсатордың сипаттамалары
Стартер PD9-2 таңдалған, оның техникалық сипаттамалары 6.11 кестесінде келтірілген. 6.11-кесте PD9-2 стартердің техникалық сипаттамалары
Жұмыс күшейткіштері KR140UD12 типінде таңдалды, оның техникалық сипаттамалары 6.12 кестесінде келтірілген. 6.12 кесте KR140UD12 жұмыс күшейткішінің техникалық сипаттамалары
6.8 Электрмен жабдықтауды дамыту Қуат көзін дамыту үшін сіз жалпы тұтыну және қоректендіру кернеуін білуіңіз керек. Жалпы ток шығыны электр тізбегі элементтерін тұтынудың барлық токтарының сомасын құрайды. Жалпы ток кернеуі 9В Мен CR9V / P батареясын таңдадым, оның техникалық сипаттамалары 6.13 кестесінде келтірілген 6.13-кесте Техникалық сипаттама CR9V / P батареялары
8 Сандық термометрдің жұмыс істеу алгоритмін құру Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, біз келесі әрекеттер алгоритмін құрастыра аламыз: 1) Құрылғыны қосыңыз 2) Дисплейге қараңыз 3) Судың температурасы шектеусіз екеніне көз жеткізіңіз 4) Егер температура мәні нормадан өзгеше болса, онда бұл мәселені жою үшін қажетті шараларды қабылдаңыз. 5) Егер температура қалыпты диапазонда болса, онда өзгерістерді бақылауды жалғастырыңыз. Алгоритм 8.1 суретте көрсетілген: Бастау 1 Құрылғыны қосыңыз 2 Дисплейде қарау 3 ЖОҚ tSize> torm ИӘ Мәселені шешіңіз 4 2-тармаққа оралу 8.1-сурет - сандық термометрдің жұмыс алгоритмі 9 Сандық термометрдің метрологиялық сипаттамаларын талдау және есептеу 9.1 Сандық термометрдің метрологиялық сипаттамаларын талдау. Осы дамыған сандық термометрді талдағаннан кейін, бұл құрылғының қателігі әр түйіндегі элементтердің қателігіне байланысты болатыны белгілі болды. Ағымдағы күйге келтіру түйінінде қателік R1 токтың резисторының рұқсат етілген ауытқуына байланысты болады. Анықтамалық кернеудің өзгеруінде қателік оны құрайтын резисторлардың төзімділігіне, R7, R8, R9 резисторларының төзімділігіне және DA1 жұмыс күшейткішінің бұрыс кернеуіне байланысты болады. Сезімтал элементте қате термистордың қателігіне байланысты болады. Компенсаторда қателік R5, R6, R14, R13 резисторларының төзімділігі мен DA2 жұмыс күшейткішінің бұрыс кернеуіне байланысты болады. ADC қондырғысында қате ADC түрлендіру қатесіне байланысты болады. 9.2 Сандық термометрдің метрологиялық сипаттамаларын есептеу. Құрылғының қателігі тізбек элементтерінің қателіктерінің квадраттарының қосындысының түбірінен есептеледі. Ағымдағы күйге келтіру түйінінің қателігін есептейміз: 01 Әрі қарай, есептейміз кернеудің үлгілі жүргізушісінің дәлдігі: Сезімтал элементтің қателігін есептейміз: Біз компенсатордың қателігін есептейміз: Конвертердің қателігін есептейміз: Енді біз осы мәндерді жинақтап, құрылғының жалпы қателіктерін аламыз: Осы шаманы 4.1-кестеде көрсетілген өлшеу қателігімен салыстыра отырып, есептелген қателік техникалық талаптарда көрсетілгеннен аз екенін анықтаймыз. Сондықтан біздің құрылғы талаптарға сай келеді. Қорытынды Бұл курста 0,6 дәлдігі бар сандық термометр жасалды. ТП-4 термисторы температура сенсоры ретінде пайдаланылды. Құрылғы KP572PV5 ADC-де жасалған. Өлшеу нәтижелерінің тұжырымы IZHKTS1-4 / 8 СК-де жасалады. Біз әзірлеген құрылғы 4-тарауда көрсетілген талаптарға сәйкес келеді, атап айтқанда, қателіктің жалпы мөлшері 3.1 кестеде көрсетілген рұқсат етілген мәннен аспайды, температураны өлшеу диапазоны талаптарға сәйкес келеді, 3 мА-дан аз тұтынады. Бұл термометр құбырдағы судың температурасын өлшейтін үстеме сенсор ретінде жақсы үйлеседі. Ол батареямен қоректенедіCR9V / P 9V-де. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 2. Геращенко О.А., Гордов А.Н., Лах В.И. т.б температураны өлшеу: анықтамалық. Киев: Publ. «Ғылым Думка», 1984. 496 С. 3. Бирюков С. «үй - көше» термометрі - Радио, 2000, № 3, б. 39, 40. 4. Бирюков С. ADC KR572PV5 қолдану. - Радио, 1998, № 8, б. 56-58. 5. Ратор Т.С. Сандық өлшеу. ADC / DAC. Москва, Техносфера, 2006 .-- 392с. 6. Акимов, Н.Н .; Ващуков, Е.П .; Прохоренко, В.А. Резисторлар, конденсаторлар, трансформаторлар, тұндырғыштар, REA коммутациялық құрылғылары. Анықтамалық; М: Беларусь - Москва, 1994. - 591 б. 7. Анықтамалық конденсаторлар / М. Н.Дьяконов, В.И. Карабанов, Присняков В.И. және басқалар; Барлығы бойынша. ред. И.И.Четвертков және В.Ф.Смирнов. - М .: Радио және байланыс, 1983 .-- 576 б. 8. Резисторлар: Анықтама / ред. Четвертков, И.И .; Терехов, В.М. - радио және байланыс; 2-ші басылым, 1991 .-- 528 9. Алексеев А.Г., Воишвилло Г.В. Жұмыс күшейткіштері және оларды қолдану. - Мәскеу, Радио және байланыс, 2000 10. Волович Г. I. Аналогты және аналогты-сандық электронды құрылғылардың сұлбасы. 2-ші басылым. - М.: ДОДЭКА-XXI, 2007 .-- 528 б. 11. Петухов В.М. Орташа және жоғары қуатты биполярлы транзисторлар микротолқынды пештер және олардың шетелдік аналогтары. Анықтамалық Том 4. Баспагер: КУБК-а, 1997. - 544 б. жүктеу/скачать 4.39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||