Введення
Метою даної курсової роботи є розробка пристрою для вимірювання температури нерухомого об'єкта (корпус електричної машини). А також ознайомлення з порядком пошуку аналогів у бюлетенях винаходів.
У роботі буде розглянуто чотири аналога, знайдених на першому етапі роботи. Це необхідно для визначення оптимальної конструкції, як самого датчика, так і самого пристрою. Проведено порівняльний аналіз даних пристроїв.
Параметри технічного завдання представлені в таблиці 1.1
Таблиця 1.1 - Параметри технічного завдання
Діапазон зміни температури20? C - 150? CДопустімая похибка ізмеренія2% Напруга пітанія115 ВЧастота пітанія400 ГцВиходной сигнал устройства8-ми розрядний паралельний код
1. Порівняльний аналіз існуючих рішень
Пристрій 1 (патент наведено в додатку А1) призначено для багатоканального вимірювання температури, може бути використане в харчовій, хімічній та інших галузях промисловості. Спосіб багатоканального вимірювання температури, з наступним введенням отриманих даних у IBM сумісний комп'ютер, заснований на застосуванні перетворювача напруги в частоту, представлений схемою перетворення термоЕРС термопар, що складається з блоків: блоку комутації аналогових сигналів, блоку посилення аналогового сигналу, блоку АЦП, блоку управління, блоку сполучення з шиною комп'ютера, блоку опорних напруг. Недолік даного пристрою у використанні термопари. Величезний плюс термопар - широкий температурний діапазон виміру в поточному завданню залишається незатребуваним.
Мінус: вплив на показники температури вільних кінців стає істотним при відносно низьких температурах (20-150? C)
Другий пристрій (патент наведено у додатку А2) містить джерело струму, аналого-цифровий перетворювач, блок управління, ключі, зразкові резистори, мультиплексор, підключений до його входу терморезистор, генератор сигналів, лічильник, регістр, процесор.
Друге розглянуте пристрій, на мій погляд, в рамках поставленого завдання, є найбільш вдалим, тому
1. об'єкт вимірювання нерухомий
2. терморезистор, як датчик, є дешевим пристроєм, що призводить до суттєвої економії ресурсів.
. пристрій буде просто в реалізації
. захищене від впливу пилу і забруднень.
. забезпечує високу точність
. володіє лінійною характеристикою
Надалі будемо розглядати його як прототип відноситься до області оптичної пірометрії і може бути використане у вимірювальній техніці, метрології, дистанційному зондуванні. Пристрій містить оптичну систему, блок спектрального розкладання, матрицю приймачів і процесорний блок. Технічний результат полягає в тому, що точність вимірювання температури підвищується за рахунок інваріантності пристрої до динамічного зміни кута напрямку на джерело випромінювання.
Переваги: ??дуже маленька постійна часу - несуттєво, тому електричні машини зазвичай масивні - постійна часу розігріву дуже велика.
Недоліки: вплив забрудненості, складність пристрою, дорожнеча.
Четверте пристрій (патент наведено у додатку А4) містить датчик температури - термодіод з певною ВАХ, в якому датчик температури видає анодний потенціал діода як сигнал температури; стабілізований струм на аноді діода; напруга на аноді є вихідним сигналом в момент перемикання напівпровідника.
Недоліки - нелінійна характеристика, складність виділення корисного сигналу.
датчик підсилювач мікроконтролер
2. Розробка функціональної схеми
Розробимо функціональну схему пристрою.
Рисунок 2.1 - Функціональна схема пристрою
ІЕ - джерело енергії 115 В 400 ГЦ
БП - блок живлення
ІТ - джерело стабілізованого струму
ОУ - об'єкт управління
Датчик - датчик температури (терморезистор)
Підсилювач - попередній підсилювач сигналу з датчика
МК - мікроконтролер.
Сигнал з датчика посилюється до необхідного рівня операційним підсилювачем і поступає на вхід АЦП мікроконтролера. Джерело струму необхідний для роботи датчика по чьотирьох схемою.
3. Вибір елементів, що входять в систему, статичний розрахунок
. 1 Датчик
Візьмемо як датчика температури мідний датчик (ГОСТ 8.625-2006) класу B...
