Автоматическая измерительная система в виде электронного термометра
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
µ соответствовало нулевое показание микроамперметра, суммарное падение напряжения на резисторах R5 и R6 должно быть равно 1, 375 В. Этого можно добиться с помощью подстроечного резистора R6. Сумма сопротивлений резисторов R2, R4 и рамки микроамперметра должна быть выбрана таким образом, чтобы каждому градусу температуры, соответствовало отклонение стрелки микроамперметра РА1 на 1 мкА. Это позволит, взяв микроамперметр нужной чувствительности, использовать имеющуюся на его шкале градуировку для отсчета температуры.
Интегральный стабилизатор DA1 понижает напряжение батареи GB1 до необходимых для питания датчиков 5В. Светодиод HL1 служит индикатором не только включения прибора, но и состояния батареи GB1. Пока ее напряжение в норме и находится в пределах 6,8…9 В, при нажатии любой из кнопок SB1…SB3 к светодиоду HL1 будет приложено напряжение более 1,8 В и он будет светиться. Полное отсутствие свечения светодиода свидетельствует о необходимости замены батареи.
Чтобы не влиять на работу стабилизатора DA1, ток в цепи контроля выбран небольшим, а в качестве светодиода НL1 применен светодиод красного свечения повышенной яркости. Если установить светодиод другого цвета, то изменится порог срабатывания индикатора.
В качестве датчика температуры можно также применить три соединенных последовательно полупроводниковых диода. Они могут быть любого типа - германиевыми или кремниевыми. Важно лишь, чтобы диоды были малогабаритными, это уменьшит инерционность прибора.
Действие термометра, в данном случае, основано на том, что падение напряжения на полупроводниковом диоде при неизменном прямом токе линейно зависит от температуры его p-n перехода. Если при нулевой температуре установить ток через микроамперметр РА1 равным нулю, то с нагревом диодов напряжение на них уменьшается и через микроамперметр потечет ток, пропорциональный температуре.
При колебаниях температуры в месте установки датчика на 20 С показания термометра будут изменяться менее чем на 1 %. Но если оставить в схеме один диод, сохранив прежнюю чувствительность, то погрешность увеличится в три раза.
1.4 Выбор элементной базы
Для повышения точности отсчета температуры желательно применить прибор со шкалой большого размера. Необходимо только, чтобы значения тока полного отклонения в обе стороны не превышали 50 мкА. Дело в том, что датчики серии AD22100 не могут принимать втекающий ток в вывод 2 не более 80 мкА, а именно в этом режиме они работают при отрицательной температуре.
Сбалансировав измерительный мост не при нулевой температуре, а при минимальной отрицательной, можно воспользоваться микроамперметром с нулем в начале шкалы и значительно большим током полного отклонения.
Для этого достаточно с помощью подстроечного резистора R6 установить напряжение в точке соединения резисторов R1, R2 и R5 равным выходному напряжению датчика при нужной температуре. В данном случае оцифровку шкалы микроамперметра придется изменить.
В приборе можно использовать резисторы типа МТ, МЛТ и С2-29В. В случае применения резисторов типа МЛТ, то их следует подбирать с погрешностью 1…2 %. Подстроечные резисторы из серии СП3 19а. Конденсаторы - КМ5 или КМ-6. Переключатели SB1…SB3 - из серии тумблеровПТ26-1, ПТ2-26 или кнопки серии ПКН6-1 необходимого варианта исполнения. Датчики температуры ВК1…ВК3 подсоединяются к прибору через разъемы Х1а…Х3а типа ОНЦ-ВГ, РШ2Н-1 или другие аналогичные. Выбор разъемов определяется их габаритными размерами.
Перечень элементов, входящих в состав термометра представлен в таблице 1.1
Таблица 1.1
Позиционное обозначениеНаименованиеКоличествоПримечаниеРезисторыR1МЛТ-0,125 1к 10%1R2*МЛТ-0,125 20к 10%1* -подбирается при регулировкеR3МЛТ-0,125 2,2к 10%1R4СП3-19а 10к1R5МЛТ-0,125 1к1R6СП3-19а 1к1КонденсаторыС1, С2КМ-5 0,1 мк2МикросхемыDA178L051СветодиодHL1КИПД24В1Прочие элементыSB1…SB3Тумблер ПТ26-13Х1…Х3Разъем ОНЦ-ВГ3РА1Микроамперметр М4248 50-0-50 1ВК1…ВК3AD22100 AT3
1.5 Конструктивные особенности термометра
Монтаж термометра выполняется навесным способом. Большинство деталей размещается на печатной плате рис.1.2. Она крепится на выводах микроамперметра РА1, который размещается на корпусе из изоляционного материала. На передней панели прибора, кроме микроамперметра, устанавливаются тумблеры SB1…SB3, разъемы Х1а…Х3а и светодиод HL1.
Поскольку датчики вынесены на расстояние более 1…2 м от измерительного блока, то соединительные провода должны быть экранированы. Датчики, установленные на открытом воздухе или в помещении с повышенной влажностью, а также места пайки проводок к их выводам обязательно защищают влагостойким, например, эпоксидным компаундом. При измерении температуры воды или другой жидкости на защиту датчиков от ее воздействия следует обратить особое внимание.
Эскиз корпуса термометра с расположенными на передней панели органами управления изображен на рис. 1.3. Электрическая схема кабеля, соединяющего датчик с соответствующим разъемом на передней панели, показан на рис.1.4. Электрическая монтажная схема соединений представлена на рис.1.5.
1.6 Технология изготовления печатной платы
.6.1 Общие особенности разработки и изготовления печатной платы
Проектирование печатной платы наиболее удобно проводить в масштабе 2:1 на миллиметровой бумаге или на ПК в программе Sprint-layout 4.0 rus с шагом 2,5 мм. При проектировании в масштабе 1:1 рисунок получается мелким, плохо читаемым и поэтому при дальнейшей работе над печатной платой неизбежны ошибки. Масшта?/p>