з лінійною характеристикою в діапазоні (0? - 200? C):
де - опір ТЗ, Ом при температурі t? C,
=100 Ом - номінальний опір ТЗ, при температурі 0? C,
.
Для класу B допуск в? C:
При t=150? C
Допуск:
Або максимальна похибка датчика:
Датчик підключимо по чьотирьох схемою.
.2 Джерело струму
Для живлення датчик необхідний джерело струму.
Джерело струму реалізуємо на інтегральному стабілізаторі напруги LM317LD, включеному за схемою на малюнку 3.1
Малюнок 3.1 - Схема включення LM317 в якості джерела струму
при
Ом
Резистор виберемо зі стандартного ряду E192.
.3 Підсилювач
Підсилювач зберемо на інструментальному ОУ з високоомними входами, для виключення впливу вхідного опору підсилювача на датчик.
Малюнок 3.3.1 - Еквівалентна схема чьотирьох схеми включення датчика
Малюнок 3.3.2 - Схема включення AD620AR
На вивід reference будемо подавати напруга, відповідне значенню при температурі рівній 0? С, для того, щоб збільшити ширину корисного сигналу. Напруга на датчику при 0? С дорівнює:
При 150? С:
Максимальна напруга на АЦП одно 3 В
Коефіцієнт посилення ОУ:
Коефіцієнт посилення задається вибором Rg
З ряду Е192 виберемо 32,8 кОм
.4 Мікроконтролер
Мікроконтролер візьмемо з вбудованим АЦП.
Atmel - AT89C51CC02, корпус SO28
Напруга живлення - 3-5.5В
Основні характеристики наведені в додатку В.
.5 Блок живлення
В якості блоку живлення виберемо МАА20-1К9-СКН, вхідна напруга - 115В, 400 Гц, вихідна - 9В постійного струму. Опис блоку живлення наведено в додатку Б.
Для живлення мікропроцесора, забезпечення двополярного живлення ОП використовуємо резисторний дільник з повторювачем на ОУ.
Малюнок 3.5.1 - Схема резисторного дільника напруги.
Задамо струм в 1 мА.
З стандартного ряду R2=4,48 кОм
Для Ureference необхідно напругу в 4В
Малюнок 3.5.2 - Схема включення інтегрального регулятора напруги LM317LD
Вибираємо стандартний з ряду E192
R2=657 Ом
Для АЦП мікроконтролера необхідно напругу, яка будемо максимальним значення оцифровувати напруги. Задамо його значення в 1,875В Резисторно дільником з опорного напруги 2,5В.
Задамо струм в 8,3 мА.
З стандартного ряду
R2=301Ом
4. Блок-схема програми
Малюнок 4.1 - Блок-схема програми
Висновок
У результаті даної курсової роботи було спроектовано пристрій для вимірювання температури.
Пристрій містить мікроконтролер AT89C51CC02 фірми Atmel, інструментальний підсилювач AD620AR фірми Analog Devices, операційний підсилювач LF353D, стабілізатор напруги LM317LD фірми ST Microelectronics, датчик температури (терморезистор), що підключається по чьотирьох схемою. Пристрій забезпечує вимірювання температури від 20 ° - 150 ° C з точністю 2%, і вихідний сигнал - 8-ми розрядний паралельний код, що відповідає вимогам технічного завдання.
Література
1.Алексеев А.Г., Войшвилло Г.В. Операційні підсилювачі та їх застосування - М., видавництво: Радіо і зв'язок 1995. - 120 с.
2.Аш Ж. та ін. Датчики вимірювальних систем.- М., видавництво: Мир 1992. 480 с.
.ГОСТ Р 8.625-2006 Термометри опору з платини, міді та нікелю. Загальні технічні вимоги та методи випробування.
.Методічка контролю і автоматики/Науково-виробнича фірма КонтрАвт, 2005
.Мікушін А. Цікаво про мікроконтролерах -СПб., видавництво: БХВ-Петербург 2006. 424 с.
Додаток А1
Патент 2339922; Автори: Дороганов В.П (RU), Короткий І.А. (RU), Ібрагімов М.І. (RU), Ніколаєць Е.А. (RU), Миколаєва Є.А. (RU)
СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і призначене 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 термо ЕРС 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. Те...
