Информационные устройства и системы управления автосигнализацией

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



ические интервалы значений напряжения .

,

,

В,

В,

В,

В.

Определим какие диапазоны температур при изменении -40 и +100С попадают в область относительной погрешности измерения напряжения , если вольтметр, измеряющий указанное напряжение имеет относительную погрешность 5% по формуле , где .

Итак, полученные диапазоны искомых температур T = 218,995тАж420,279К и 223,637тАж402,897 К.

3.3.5 Терморезистор на основе полупроводникового элемента

Необходимо:

? построить характеристику терморезистора, выполненного на основе полупроводникового элемента, если его сопротивление определяется

выражением ;

? выбрать в диапазоне температур [тАж] сопротивление линеаризирующего резистора включённого параллельно терморезистору и построить в указанном температурном диапазоне линеаризированную кривую.

? построить зависимость скорости изменения напряжения в диапазоне [тАж], если датчик температуры включён в цепь, представленную на рисунке 17.

Рисунок 17 ? Схема цепи

Исходные данные:

? сопротивление терморезистора при заданной температуре, Ом;

? температура при Ом, К;

? константа материала терморезистора, B = 2240 К;

? напряжение, В.

На рисунке 18 представлена характеристика терморезистора, выполненного на основе полупроводникового элемента, если его сопротивление определяется заданным выражением

.

Рисунок 18 ? Характеристика терморезистора, выполненного на основе полупроводникового элемента

Определяем среднюю температуру диапазона [тАж] . Средняя температура определяется в точке, в которой касательная к кривой (рисунок 18) имеет угол 45. Из графика имеем: К при Ом.

Значения и определяем по заданным формулам и соответственно

К,

К.

Сопротивление линеаризирующего резистора определяем по формуле 15.

, (15)

Ом.

Линеаризированная кривая в заданном температурном диапазоне представлена на рисунке 19.

Рисунок 19 ? Линеаризированная кривая в заданном температурном диапазоне

Сопротивление резистора определяем по формуле 16.

, (16)

Ом.

Сопротивление R определяем по формуле 17.

, (17)

Ом.

Зависимость скорости изменения напряжения задана выражением

.

График скорости изменения напряжения от времени представлен на рисунке 20.

Рисунок 20 ? График скорости изменения напряжения от времени

3.3.6 Пьезоэлектрический датчик

Цилиндрический пьезоэлектрический датчик изготовлен из титана бария и представлен на рисунке 21.

Рисунок 21 ? Цилиндрический пьезоэлектрический датчик

Механическая сила F воздействует на датчик вдоль его продольной оси, в результате чего, на противоположных краях кристалла появляется ЭДС.

Необходимо:

? найти максимальную ЭДС датчика;

? определить максимальное входное напряжение на усилителе, если датчик включён по схеме приведённой на рисунке 22;

? определить модуль чувствительности схемы;

? определить максимальное выходное напряжение с усилителя;

Исходные данные:

? пьезоэлектрический модуль, Кл/Н;

? механическая сила, Н;

? частота, f = 10000 Гц;

? радиус кристалла, м;

? высота кристалла, м;

? диэлектрическая составляющая, ;

? входное сопротивление усилителя, Ом;

? входная ёмкость усилителя, Ф;

? коэффициент усиления, K = 10;

? диэлектрическая постоянная, .

Рисунок 22 ? Эквивалентная схема пьезоэлектрического датчика

Определяем выходную ёмкость с датчика по формуле 18.

, (18)

Ф.

Механическое воздействие подчиняется заданному закону

.

Определяем максимальную ЭДС датчика по формуле 19.

, (19)

.

Определяем максимальное входное напряжение по формуле 20.

, (20)

В.

Модуль чувствительности заданной схемы определяется заданным выражением 21.

, (21)

где .

График изменения модуля чувствительности представлен на рисунке 23.

Рисунок 23 ? График изменения модуля чувствительности

Определяем максимальное выходное напряжение с усилителя по формуле 22.

, (22)

В.

.3.7 Преобразование экспериментальных данных в аналитическую функцию

Необходимо:

? по полученным экспериментальным данным с датчика, отображающих зависимость выходного напряжения от массового расхода воздуха, построить аналитическую функцию для дальнейшего расчёта микроконтроллером промежуточных значений.

? построить график относительной погрешности расхождения экспериментальных данных выходного напряжения от аналитических.

Исходные данные:

? экспериментальные данные выходного напряжения, =[7,389; 3,857; 2,014; 1,051; 0,549; 0,287; 0,150] мВ.

? экспериментальные данные расхода воздуха, M = [0; 1; 2; 3; 4; 5; 6] г/сек.

Для получения аналитической зависимости используем метод наименьших квадратов.

Аналитическая зависимость должна иметь вид , где a и b ? коэффициенты.

Общая формула метода наименьших квадратов - формула 23.

, (23)

Прологарифмируем экспериментальные значения выходного напряжения, ? возьмём натуральный логарифм от каждого значения из массива .

Наёдём коэффициенты a и b из системы уравнений 23. Здесь значения соответственно равны данным из массива M; значения соответственно равны данным из м