Физика

)- Тип: Одноцветный- Схема включения: Общий анод- Цвет излучаемого света: Яркий красный- Цвет фона: Черный- Цвет эпоксидной смолы: БелыйРисунок 2.6 – Одноразрядный семисегментный индикатор E10561-G-UR-0-W2.4 Разработка электрической принципиальной схемыЭлектрическая принципиальная схема авиационного термометра представлена на рис. 2.7.Рисунок 2.7 – Принципиальная схема термометраИзмерительный преобразователь – термометр сопротивления включен в «холодное» плечо измерительного моста R4,R5,R6,R7 по трехпроводной схеме подключения. Сигнал с измерительной диагонали моста подается на дифференциальный вход аналого-цифрового преобразователя DA1. Конденсатор С3совместно с сопротивлениями резисторов измерительного моста образует фильтр нижних часто (ФНЧ), предназначенный для снижения уровня высокочастотных помех, наведенных в измерительных цепях прибора.Схема включения и принцип действия АЦП DA1 подробно описана в разделе 2.3.1 настоящей Записки.Индикация результатов измерения температуры выполняется на трех светодиодных семисегментных индикаторах HG1, HG2, HG3 с общим анодом, подключенных непосредственно к цифровым выходам аналого-цифрового преобразователя DA1. Используемый в конструкции прибора АЦП DA1 типа КР572ПВ2 имеет большую разрядность – 3,5 десятичных разряда. Однако, такая дискретность отображения измерительной информации для данного прибора избыточна. Младший десятичный разряд из схемы разрабатываемого прибора исключаем. Остаются два полноценных десятичных разряда (единицы и десятки градусов) и один с урезанными возможностями – будет отображать «1» - сотню при измерении больших положительных температур и «минус» при отображении отрицательных.Питающее напряжение индикаторов HG1-HG3 ограничивается цепочкой последовательно включенных диодов VD3, VD4, VD5 до уровнягдеVDD – напряжение питания плюс 5В; – прямое падение напряжения анод-катод на каждом из диодов.Для работы АЦП DA1 требуется двух полярное напряжение питания: плюс 5В и минус 5В. Плюс 5В формируется микросхемой интегрального стабилизатора DA3 типа MC7805. Прямая замена микросхемы стабилизатора DA3 на отечественный аналог, КРЕН5А затруднительна, ввиду ограничения предельного входного напряжения КРЕН5А уровнем плюс 15В. Но схема может быть заменена, например, цепочкой из двух стабилизаторов: К142ЕН8А, понижающим напряжение до плюс 12В и положительного пятивольтового стабилизатора КРЕН5А (К142ЕН5А).Отрицательное напряжение питания микросхемы АЦП DA1 формируется схемой DA2, C6, C7, VD1, VD2. Импульсы синхронизации, снимаемые с вывода 38 (Cr) DA1 запускают одновибратор, выполненный с применением микросхемы интегрального таймера КР1006ВИ1 DA2. Импульсная последовательность с выхода таймера DA2 через конденсатор C6 подается на схему двуполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения VD1,VD2,C7. С выхода выпрямителя нестабилизированное отрицательное напряжение -5В подается на питание микросхемы АЦП DA1.2.5 Раcчет параметров измерительного мостаФрагмент принципиальной схемы термометра, содержащий цепь измерительного моста, представлен на рисунке 2.8.Рисунок 2.8 – Схема измерительного мостаИзмерительный преобразователь – термометр сопротивления Rt включен в «холодное» плечо измерительного моста R4,R5,R6,R7 по трехпроводной схеме подключения.При одинаковом сопротивлении соединительных проводов в кабелесопротивления и оказываются включенными в два плеча измерительного моста «холодное» и «горячее», что нивелирует их влияние на результаты измерения (напряжение в измерительной диагонали моста). Сопротивление включено последовательно в цепь измерительной диагонали моста и за счет высокого входного сопротивления АЦП влияния на результат измерения так же не оказывает.Напряжение на выходе измерительного моста описывается выражениеми не зависит от температуры датчика Rt.Напряжения на выходе измерительного моста описывается выражениеми является величиной, функционально зависимой от температуры датчика Rt.Дифференциальное напряжение на выходе мостаПри температуре датчика T0=0оC напряженияПодстроечным резисторомR4 выполняется балансировка моста при температуре датчика Rt 0оС.Дифференциальное напряжение на выходе измерительной диагонали моста при этом должно быть равным нулю.При температуре датчика T0=140оC напряженияПри температуре датчика T0=-70оC напряженияРассчитаем величину опорного напряжения АЦП, требуемого для правильного отображения на индикаторе прибора измеренной температуры в оС.При температуре +140оС на индикаторе должно отображаться «1500» (младший разряд отбрасывается), дифференциальное напряжение на входе АЦПМаксимальное число, отображаемое на индикаторе «1999», дифференциальное напряжение на входе АЦП равно опорному напряжениюОтсюда2.6Методология тарировки термометраДля тарировки термометра необходим магазин эталонных сопротивлений, например, Р4831 (рис. 2.9).Рисунок 2.9 – Магазин сопротивлений P48311. Магазин сопротивлений подключается ВМЕСТО датчика температуры.2. Включаем питание термометра. Ожидаем появления устойчивых показаний на индикаторе прибора.3. Вращением ручек магазина сопротивлений выставляем эталонное сопротивление 90,1 Ом, соответствующее сопротивлению датчика температуры при 0оС.4. Вращением движка подстроечного резистора R4 выставляем на индикаторе прибора значения «0».5. Вращением ручек магазина сопротивлений выставляем эталонное сопротивление 153,1 Ом, соответствующее сопротивлению датчика температуры при плюс 140оС.6. Вращением движка подстроечного резистора R3выставляем на индикаторе прибора значения «140».7. Вращением ручек магазина сопротивлений выставляем эталонное сопротивление 68,2 Ом, соответствующее сопротивлению датчика температуры при минус 70оС.8. Проверяем, на индикаторе прибора должно быть значение «-70».9. При несовпадении индицируемого и ожидаемого значений, следует последовательно повторить операции 3-8. За несколько итераций добиться приемлемой точности показаний прибора по краям и в середине шкалы измерения.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ процессе выполнения работы поставленная цель – закрепление ранее полученных знаний в области теории построения авиационных приборов и информационно – измерительных систем и комплексовдостигнута.В теоретической части работы рассмотрены:теоретические основы измерения;примеры существующих технических решений авиационного термометра, назначение, основные технические характеристики, принцип действия.В практической части работы выполнено:сформулированы требования, предъявляемые к прибору;разработана функциональная схема;разработана электрическая принципиальная схема;выполнен расчет параметров измерительного моста;описана методология тарировки прибора;составлен библиографический список.Концепция предложенного в курсовом проекте электронноготермометра в самолете в сравнении с аналоговым прототипом позволитснизить массуустройства и повысить информативность шкалы прибора.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1. Воробьев В.Г., Глухов В.В., Кадышев И.К. Авиационные приборы, информационно-измерительные системы и комплексы: учебник для вузов /под ред. В.Г. Воробьева. – М.: Транспорт, 1992. – 399с.2. Боднер В.А. Авиационные приборы: учебник /Репринтное воспроизведение издания 1969 г.- М.: ЭКОЛИТ, 2011.-472с.3. Техническая информация [Электронный ресурс]http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/161279/TI/NE555.html4. Васерин Н. Н., Дадерко Н. К., Прокофьев Г. А. Применение полупроводниковых индикаторов, "Энергоатомиздат", 1991 г.5. Техническая информация [Электронный ресурс]http://radiolub.ru/uploads/2012pic/kr1006vi1.pdfПриложение А. Перечень элементовОбозначениеНаименованиеК-воПрим.МикросхемыDA1КР572ПВ21DA2КР1006ВИ11DA3MC78051ДиодыVD1 – VD51N41485Резисторы МЛТ ГОСТ 7113-77R1МЛТ-0,125-100 Ом ± 5%1R2МЛТ-0,125-15кОм ± 1%1R3PV36W-10кОм ± 5%1R4PV36W-10 Ом ± 5%1R5,R6МЛТ-0,25-180 Ом ± 1%2R7МЛТ-0,125-90 Ом ± 1%1R8МЛТ-0,125-47кОм ± 5%1КонденсаторыC1КМ5Б Н90-100пФ ± 10%1C2,С5,C6,C9КМ5Б Н90-100нФ ± 10%4C3КМ5Б Н90-10нФ ± 10%1С4КМ5Б Н90-470нФ ± 10%1С7К50-35-50В-10мкФ ± 10%1C8К50-35-16В-470мкФ ± 10%1ИндикаторыHG1-HG3E10561-G-UR-0-W3