Технические разделы

Разработка функциональных схем измерительных преобразовалей средств измерений различных физических величин цифровыми методами. Определение их метрологических характеристик

Исходные данные

Функциональный генератор состоит из инвертирующего интегратора и неинвертирующего триггера Шмитта. В качестве датчика давления используется интегрирующий конденсатор.

В качестве датчика давления используется интегрирующий конденсатор, который включен в измерительный мост. При изменении давления изменяется расстояние между обкладками конденсатор, следовательно, изменяется емкость конденсатора , т.к.

относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками, диэлектрическая проницаемость в вакууме (Ф/м), Sплощадь обкладок, dрасстояние между ними.

Процесс измерения состоит из следующих этапов:

. Изменение давления при помощи первичного измерительно преобразователя преобразуется в электрический сигнал. Перед началом измерений мостовую схему уравновешивают. При изменении ёмкости конденсатора мост выйдет из состояния равновесия и между точка Aи Б возникает напряжение.

. Величина напряжения при помощи интегратора преобразуется пилообразное напряжение, а далее при помощи триггера Шмитта уже получаются серия периодических импульсов, длительность которых пропорциональна значению напряжения. Устройство, при помощи которого осуществляется это преобразование, называется преобразователем напряжение-время.

. Интервал времени при помощи счётчика импульсов преобразуется в двоичное число. Счетчик подсчитывает импульсы, поступающие с тактового генератора, в течение времени tx. По окончании этого измерительного интервала в момент времени t2 ждущий мультивибратор (одновибратор) М1 вырабатывает короткий импульс, по которому триггер-защелка запоминает содержимое счетчика для последующих преобразований. В момент времени t3 на счетчик поступает импульс от одновибратора М2, и его показания сбрасываются. Таким образом, электронный вентиль, пропускающий на счетчик импульсы очень стабильной частоты fc, открыт только в течение интервала tx, а в остальное время он закрыт.

. Информация в двоичном коде переводится в десятичный и отображается на дисплее в виде светящихся цифр. Эта функция выполняется при помощи дешифратора, устройства управления ЖК дисплеем.

Пусть N - это общее число импульсов, прошедших через электронный вентиль за время tx, тогда . Таким образом, число посчитанных счетчиком импульсов будет пропорционально времени tx(, а, следовательно, и неизвестной величине давления.

Точность измерений зависит в основном от стабильности и точности тактового генератора, а также измеряемый интервал времени должен быть значительно больше периода тактового генератора. Очевидно, что здесь не будет никакой неопределенности результатов, как это происходит в случае измерений с помощью аналогового прибора. Разрешающая способность такого прибора можно улучшать почти до бесконечности, увеличивая количество цифр на дисплее. В данном приборе нет механических частей, поэтому погрешности, связанные с трением, здесь не требуется контролировать и компенсировать вращающие моменты, следовательно, конструкция будет менее хрупкой. Возможно дальнейшая обработка результатов при помощи компьютеров и микропроцессоров.

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи по технике и технологиям

Устройство преобразования аналоговых сигналов двоичный код и его преобразование в аналоговый сигнал
Цифровая обработка сигналов позволяет выполнять в принципе любое описываемое преобразование сигнала по сколь угодно сложному алгоритму с большой степенью точности. Чтобы выполнить цифровую обработку необходимо считать код преобразо ...

Разработка устройства по обнаружению скрытых видеокамер и фотокамер
В данной выпускной квалификационной работе я буду рассматривать тему разработки устройства по обнаружению скрытых видеокамер и фотокамер. Выбор данной темы связан с тем, что в настоящее время большую часть конфиденциальной информации, ...

© 2019 | www.techexpose.ru