Курсовая работа: Цифровой манометр

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Настоящий курсовой проект предназначен для практического рассмотрения основных вопросов цифровой измерительной техники, под которой будем понимать совокупность методов и средств использования цифровых сигналов для представления информации о размерах измеряемой величины. В данном курсовом проекте рассмотрены свойства, устройство и конструкция проектируемого измерительного преобразователя.
1. Техническое задание на проектирование
1.1 Назначение и область применения
Проектируемое средство измерения предназначен для измерения давления на выходе внешнего датчика, его преобразования в цифровой сигнал и вывода полученного сигнала на ЖКИ. Устройство должно иметь возможность использования самостоятельно, а также в составе различных измерительных систем в лабораторных, цеховых и полевых условиях.
Предел допускаемой основной погрешности: ±1%
Температура окружающего воздуха 0…50°С
Напряжение питания: 90 – 264В, 50Гц
Документация к проекту должна содержать:
Манометр (от греческого слова manos — редкий, неплотный, разрежённый) — прибор, измеряющий давление жидкости или газа.
В зависимости от конструкции чувствительности элемента различают
деформационные (с трубчатой пружиной или мембраной)
Манометры подразделяются по класам точности: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (чем меньше число, тем точнее прибор).
По назначениям манометры разделяют на:
Общетехнические: предназначены для измерения неагрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров.
Электроконтактные: имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.
Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.
Эталонные: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для поверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.
Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте.
3. Выбор структурной схемы средства измерения
Варианты преобразователя сигнала с датчика в код:
Второй вариант является более дешевым и проще в реализации.
датчик абсолютного или избыточного давления.
ЖКИ обеспечивает индикацию результатов измерения.
микроконтроллер – оцифровывает сигнал с датчика давления, передает данные контроллеру ЖКИ.
USB порт – выход на интерфейс верхнего уровня.
4. Функциональные части средства измерения
Для преобразования давления в электрическую величину будем использовать промышленно выпускаемый датчик давления DMP331 фирмы BD SENSORS приведенный на рис. 4.1.
DMP 331 - универсальный недорогой датчик давления для различных отраслей промышленности, пропорционально преобразующий давление рабочей среды в электрический сигнал. Возможно измерение абсолютного или избыточного давления - как статического, так и динамического.
Основная приведенная погрешность ±g%: ± 0,2%
температура измеряемой среды: -25…125°С
Температура окружающей среды: 0…50°С
Области применения датчика давления DMP-331:
пищевая промышленность (с торцевой мембраной);
Схема внешнего электрического соединения датчика приведена на рис. 4.2
Рис. 4.2 Схема подключения датчика (двух проводное исполнение)
Для поставленной задачи микроконтроллер должен отвечать следующим критериям:
Таблица 4.1 Обзор микроконтроллеров.
Был выбрана микроконтроллер ADuC843 (ADX09)
Микросхемы ADuC841/ADuC842/ADuC843 - это специализированные устройства приема и обработки аналого-цифровой информации т.н. "однокристальные системы сбора и обработки информации". В состав изделия входит многоканальный аналого-цифровой преобразователь, сдвоенный ЦАП, оптимизированный микроконтроллер (совместим по набору команд с 8051, максимальная тактовая частота 20 МГц, большинство инструкций исполняется за один машинный такт). Различие микросхем ADuC841 и ADuC842 заключается только в цепи тактового генератора: ADuC841 тактируется напрямую от внешнего кварцевого резонатора (до 20 МГц), в то время как, ADuC842 использует внешний резонатор на 32 кГц с последующим "разгоном" во встроенной петле ФАПЧ до внутренней тактовой частоты ядра (не более 16.78 МГц). Микросхемы полностью совместимы по выводам с более ранними моделями ADuC812/ADuC831/ADuC832.
однотактовый, архитектуры 8052, с максимальной производительностью 20 млн. инструкций в секунду;
12 источников прерываний с двумя уровнями приоритета;
сдвоенный указатель данных, улучшенный 11-битный указатель cтека.
возможность программирования в системе;
время хранения данных - 100 лет, количество циклов перезаписи - 100 000;
8-канальный, 12-битный, высокоточный АЦП с максимальной скоростью выборок 420 000 в секунду;
встроенный источник опорного напряжения (15*10-6/ºС);
контроллер прямого доступа к памяти, схема быстрой передачи выборок АЦП в память ОЗУ;
сдвоенный сигма - дельта ЦАП-ШИМ (16-бит);
встроенная функция контроля температуры (точность +/-1.5ºС).
Рис. 4.4 Функциональная блок схема.
счетчик временных промежутков (TIC);
последовательные интерфейсы UART, I2C, SPI;
Рабочий режим: 4.5 мА/3 В (тактовая частота ядра = 2.098 МГц)
Режим пониженного энергопотребления: 10 мкА/3 В
4.3 Индикатор результатов измерения
Для индикации результатов измерений обычно используют символьные или графические индикаторы, наиболее удобные для восприятия информации. Самыми популярными среди них являются жидкокристаллические индикаторы, имеющие значительное преимущество по соотношению цена и потребительские свойства перед устройствами других типов.
Символьный дисплей – дисплей, обеспечивающий создание на экранах некоторого количества символов и строк (количество определяется моделью изделия), высвечивающих тексты. Символьные дисплеи находят широкое применение в системах управления технологическими процессами, контрольно-измерительной, медицинской, телекоммуникационной аппаратуре, устройствах ограничения доступа и многих других приложениях.
Символьные ЖКИ-индикаторы обладают хорошим соотношением цена-качество.
Жидкокристаллический модуль MT–12864A, состоит из БИС контроллера управления и ЖК-панели.
Внешний вид модуля приведен на Рис. 4.1 Контроллер управления К145ВГ6, производства ОАО «АНГСТРЕМ» (www.angstrem.ru), аналогичен HD44780 и KS0066 фирмы SAMSUNG. Индикатор выпускается со светодиодной подсветкой.
Блоки питания предназначен для питания электроники и приборов требующих для своей работы постоянного стабилизированного напряжения, от сети переменного напряжения 220 Вольт.
Блок питания является импульсным стабилизированным блоком питания. Он имеет электронную самовосстанавливающуюся защиту от коротких замыканий, систему ограничения мощности, защиту от повышения выходного напряжения. Имеет полную гальваническую развязку входного и выходного напряжений. Преобразователь имеет фильтр электромагнитных и радио помех. Точность установки вых. напряжения 2-5%. Напряжение изоляции 3000 Вольт.
Основные характеристики блока питания ES18E12-P1J:
диапазон рабочих температур 0°C...+40°C.
выбор источника опорного напряжения
6.1 Документированные погрешности элементов
Погрешности датчика давления DMP 331:
Погрешность источника опорного напряжения AD Ref 192:
температурный коэффициент нестабильности напряжения 0,003%/10ºС.
Погрешности встроенного в МК ADuC843 АЦП:
дифференциальная нелинейность ±0,035%;
погрешность смещения нуля (калибруется) ±0,025%;
погрешность крутизны (калибруется) ±0,025%;
погрешность температурной коррекции на входе АЦП±2,1мВ
6.2 Погрешность преобразования напряжение – код
В рабочем диапазоне входное напряжение АЦП меняется в пределах от 0,8 до 4В, .
Погрешность измерения значений напряжений складывается из аддитивной ( ) и мультипликативной ( ) составляющих. При расчете аддитивной погрешности нужно учитывать следующие погрешности:
- погрешность смещения нуля АЦП ( );
Поскольку отмеченные погрешности не зависят друг от друга, их результирующее значение определяется по формуле:
погрешности приведенные к диапазону измерения.
Основной вклад в мультипликативную составляющую общей погрешности вносит погрешность, обусловленная интегральной и дифференциальной нелинейностью АЦП ( , ).
Суммарная погрешность преобразования давление - код:
Основная приведенная погрешность измерения, включающая в себя как аддитивную, так и мультипликативную составляющую, равна 0,25%, что согласуется с требованиями ТЗ.
В ходе работы мною было спроектировано средство измерения цифрового манометра с техническими характеристиками, соответствующими требованиям.
Спроектированное устройство предназначено для измерения абсолютного давления путем оцифровки сигнала с внешнего датчика давления и представления его в удобном для восприятия виде. Устройство имеет возможность использования самостоятельно, а также в составе различных измерительных систем в лабораторных, цеховых и полевых условиях.

Название: Цифровой манометр
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа
Добавлен 15:02:48 20 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 216
Комментариев: 8
Оценило: 1 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Цифровой манометр
Реферат: Графика на компьютере. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Ислам в Казахском ханстве
Проблема Жизненных Ценностей Сочинение Егэ
Реферат: Особенности развития детей с нарушениями слуха
Реферат: Верховный суд РФ
Реферат На Тему Екологічний Моніторинг І Система Екологічної Інформації
Курсовая работа: Теория экономических информационных систем
Сочинение По Картине Школьник
Реферат На Тему Остеохондроз И Лечебная Физкультура
Виды Юридической Помощи Оказываемой Адвокатами Курсовая Работа
Отчет по практике по теме Маркетинговая деятельность ресторана 'Малибу'
План Сочинения Новый Год
Карлин Диссертация Регистрация Права Собственности На Недвижимость
Магистерская диссертация по теме Проблема «Восток-Запад» в трудах русских философов
Том 16 Полного Собрания Сочинений Сталина
Эффективность методов борьбы с асфальтосмолистыми парафиновыми отложениями в условиях НГДУ Нурлатнефть
Реферат по теме Определенный порядок упаковки денег
Контрольная Работа На Тему Образование Белорусской Национальной Государственности. Провозглашение Бнр И Бсср
Практическое задание по теме Психоэмоциональная нагрузка как фактор, влияющий на качество сестринского ухода
Реферат: Филистимляне
Реферат: АСУ в легкой промышленности
Реферат: Людина як природне і соціальне явище
Сочинение: Фауст