Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Факультет Технической Кибернетики
Кафедра информационно-измерительных технологий
Курсовая рабоа
по дисциплине:
«Физические основы измерений»
На тему :
«Разработка датчика мгновенных температур с диапазоном измерений от 0 до
100 С°.»
выполнил: студент группы №53505/25
Садовник Роман Игоревич
проверил: Сушников Виктор Александрович
2013
Задание к курсовому проекту.
Разработка датчик мгновенных температур с диапазоном от 0 до 100 С°.
Реферат
В курсовой работе рассматривается датчик мгновенных температур с диапазоном от 0 до 100 С°. В ходе курсовой работы проведен анализ существующих малоинерционных датчиков. Осуществлен расчет конструкции и расчет измерительной цепи проектируемого датчика мгновенных температур. Также в данной курсовой работе приведен расчет погрешностей проектируемого датчика.
В данной курсовой работе 39 страница, 8 таблиц, 10 рисунков, 1 приложение.
Аннотация
Конструкция датчика мгновенных температур.
На рис 1. Показана упрощенная конструкция датчика мгновенных температур, где цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:
Нить, сопротивление которой меняется в зависимости от температуры
Магнитные стерженьки для крепления нити
Корпус, через который пропущены выводы
Выводы для включения датчика в измерительную цепь
Рис.1 Конструкция датчика измеряющего мгновенные температуры.
Оглавление
Введение………………………………………………………………………..7
Глава 1 Принцип работы датчика мгновенных температур………………..9
1.2 Этапы преобразования измеряемых величин в измерительной системе………………………………………………………………….. 9
1.3 Анализ датчика ADT7320……………………………………….....10
1.4 Анализ датчика DS18B20………………………………………....13
Вывод ………………………………………………………………………..…15
Глава 2 Разработка датчика мгновенных температур ……………………….17
2.1 Расчет конструкции………………………………………………...17
2.2 Мостовое соединение ……………………………………………...20
2.3 Вывод…………………………………………………………….….22
Глава 3 Разработка информационно измерительной системы………….…..23
3.1. Усилитель……………………………………………………….....23
3.2 АЦП……………………………………………………………........25
3.3 Микроконтроллер C8051F411…………………………………......27
3.4 Дисплей…………………………………………………………...…29
3.5 Вывод………………………………………………………………..30
4. Метрологическое обеспечение…………………….….………………..…..31
4.1 Температурная погрешность усилителя………………………..….31
4.2 Погрешность вариаций химического состава нити…………...….33
4.3 Вывод …………………………………………………….……….…34
Заключение……………………………………………………………….…….35
Приложение……………………………………………………………….……36
Список литературы. …………………………………………………….……..37
Введение
Актуальность.
Температура является важнейшим параметром любого технологического процесса. Необходимость контроля температуры ответственных механизмов, рабочих тел (жидкости, газы), а также допустимых температур при работе двигателей, генераторов, приводного оборудования, трансформаторов и т.д. обуславливает применение высокотехнических решений в плане измерения температуры.
Самыми распространенными измерениями являются температурные измерения (около 50%) [1]. К примеру, средняя по величине атомная станция располагает приблизительно 1500-ю контрольных (измерительных) точек, а крупное химпроизводство, насчитывает таких уже около 20 тыс.
В промышленности для измерения температур часто используются термометры сопротивления. Объясняется это тем, что чувствительный элемент имеет известную зависимость сопротивления от температуры.
При проектировании, на этапе исследования, часто необходимы измерения мгновенных температур определённых узлов изделия. Для этих целей необходим датчик мгновенных температур (ДМТ), конструкция которого обусловлена некоторыми отличиями в сравнении с другими датчиками термосопротивления. В качестве чувствительного элемента в ДМТ выступает нить из металла .Самый популярный материал нити – платина, это обусловлено высоким температурный коэффициентом платины, ее устойчивостью к окислению и хорошей технологичностью [2]. В качестве рабочих средств измерений применяются такие материалы как медь, никель, а так же их сплавы.
Цель: Разработать систему измерения мгновенных температур на базе малоинерционного датчика.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Анализ и обзор существующих малоинерционных датчиков.
2. Разработка датчика мгновенных температур с техническими параметрами, превосходящими существующие аналоги.
3. Разработка информационно измерительной системы (ИИС), отвечающим современным требованиям рынка контрольно-измерительных приборов.
4. Расчет метрологических параметров разработанного датчика мгновенных температур и ИИС