Разработка и расчет принципиальной схемы

 

Продолжение таблицы 1
Микросхема	Количество	Uп,В	I∑пот,мА	Р∑,мВт
К155ЛИ5	1	+5(ц)	65	325
К572ПВ2	1	±5	1,8	9
АЛС324Б	4	+5(ц)	280	1400
521СА3	2	+15	22	330
ИПД04А	2	+5	20	100
			409,4	2333

    

Выбор трансформатора производиться по мощности и по максимальному  току во вторичной обмотке. Так как  максимальный потребляемый ток составляет 409,4 мА, а мощность всей схемы – 2333 мВт, используется трансформатор ТПП261 на 31Вт, максимальный ток вторичных обмоток которого равен 475 мА /7/. Для аналогового питания объединим две обмотки ТПП261 напряжением 10 В и 20 В и 2,6 В, для цифрового – возьмем обмотку напряжением 10 В.

 Вторым этапом расчета является выбор выпрямителя и стабилизатора напряжения.

Для обмоток, обеспечивающих аналоговое питание, суммарный ток составляет 44,4 мА, поэтому в качестве выпрямителя используется диодный мост КЦ401В с прямым током и обратным напряжением /8/. Для стабилизации перечисленных напряжений выбран интегральный стабилизатор напряжения типа К142ЕН6, так как он обеспечивает двухполярную стабилизацию напряжения, равную ±15 В. Для получения питающих напряжений ±5 В воспользуемся стандартной схемой со стабилитроном КС407Г. Значения сопротивлений определим по формуле:

 

 

Для цифрового питания суммарный ток составляет 345 мА, то в качестве выпрямительного устройства подойдет КЦ405В с прямым током и обратным напряжением . В качестве стабилизатора используем микросхему К142ЕН5.

Принципиальная схема блока  питания приведена в приложении КП. 080700498.00.00.00.БП.

 

 

4.5 Расчет погрешности

 

При проектировании блока коррекции было учтено, что  погрешность датчика измерений составляет 1,68 %. Помимо этой погрешности на результат измерений влияют погрешности дифференциального усилителя, вычитающего устройства и АЦП. Для устройств с операционным усилителем погрешность определяется значением температурного дрейфа напряжения и рассчитывается по формуле (4.5), погрешность АЦП – по формуле (4.6).

                                                                                            

                                          

В результате получим следующие значения погрешностей:

1. дифференциальный усилитель: ;
2. вычитающее устройство:;
3. АЦП:.

Суммарная погрешность измерителя температуры будет равна:

 

 

4.6 Моделирование

 

Для создания модели воспользуемся  программным комплексом Multisim 11.0. Чтобы проверить принцип работы схемы, заменим устройства блока коррекции, необходимые для управления выбором поправки, управляемыми ключами.

Определим погрешность выходного  сигнала. График зависимости представлен  на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 – График погрешности выходного сигнала

 

Согласно  полученному графику максимальная погрешность составила 1,70 %.  Различие с расчетной величиной объясняется  неточностью определения значений выходного сигнала.

Схема модели измерителя температуры приведена в приложении КП. 080700498.00.00.00.МС.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте был разработан измеритель температуры с цифровой индикацией, предел измерения которого составляет от 0 до 2000°С. Согласно техническому заданию, устройство должно осуществлять измерения с погрешностью, не превышающую 2%.

Недостатком спроектированного устройства является отсутствие температурной  компенсации холодного спая, что  объясняется сложностью реализации данного критерия и наличия микросхем, необходимых для обеспечения  компенсации, только у зарубежных производителей.

Все схемы собраны на отечественных  микросхемах, что позволяет реализовать  данный проект с минимальными затратами.

 

Список литературы

 

1. Чистяков B.C. Краткий справочник по теплотехническим изменениям.- М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320с.
2. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочник/ Под ред. Якубовского. – М. : Радиои связь, 1990.
3. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах.- Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 248с.
4. Электронные устройства автоматики и телемеханики: Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 0606 «Автоматика и телемеханика»/Сост. Чье Ен Ун. - Хабаровск: ХГТУ, 1988. - 37 с.
5. Виглеб Г. Датчики: Устройство и применение.- М.: Мир, 1989. – 196с.
6. Федорков Б. Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: Функционирование, параметры, применение.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 320с.
7. Унифицированные трансформаторы ТА, ТН, ТАН, ТПП (127/220В-50Гц): Справочник.
8. Диоды: Справочник/О.П. Григорьев, В.Я. Замятин.- М.: Радио и связь, 1990.- 336с.
9. Резисторы: Справочник/В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова.- М.: Радио и связь, 1987.- 352с.
10. Резисторы: Справочник/Ю.Н. Андреев, А.И. Антонян, Д.М. Иванов и др.; Под ред. И.И. Четверткова.- М.: Энергоиздат, 1981.-352с.
11. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В.Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник.- М.: Изд-во стандартов, 1989.-325с.
12. Интернет-ресурсы: http://www.quartz1.com/, http://www.chipdip.ru/, http://radiodetali-kzn.ru/, http://www.radioradar.net/.

Дата

Подпись

Лист

Изм.

№ докум.

Лист

КП.080700498.00.00.00.ПЗ