Разработка прибора для измерения влажности бетонных покрытий

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка содержит 22 страниц машинописного текста, 5 рисунков, список использованных источников из 5 наименований, и 2 приложения.

Объект исследования: прибор для измерения влажности бетонных покрытий. Область применения: исследуемый объект применяется измерения влажности бетонных покрытий в строительстве, т.к. оценка влажности бетона очень важна для последующего нанесения по­крытий на его поверхность. Цель исследования: провести анализ работы устройства в различных условиях эксплуатации, провести расчет на прочность и жесткость. Наиболее важной проблемой, стоящей перед нами в этом исследовании, является обеспечения безотказной работы объекта в условиях эксплуатации.

АНАЛИЗ, ВИБРАЦИЯ, ЖЕСТКОСТЬ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, НАВЕСНОЙ ЭЛЕМЕНТ, ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА, ПРОЧНОСТЬ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………………........4

1.Структурная схема цифрового прибора для измерения влажности бетонных покрытий………………………………………………………………………….5

2. Конструкция прибора ...........................................................................................7

3. Расчет на прочность…………………………………………………… ……......9

3.1 Выбор математической модели…………………… ………………….…...9

3.2 Расчет на динамическую прочность печатной платы …………… …..….10

3.3 Расчет на статическую прочность печатной платы ………….................12

4. Расчет на прочность печатной платы …………………………..…….............13

5. Тепловой расчет ………………………………………………………………..17

6. Вывод ……………………………………………………………………............20

Список используемых источников….…………………………………………….21

Приложение 1. Сборочный чертеж………………………………………………..22

Приложение 2. Спецификация……………………………………….…………….23

ВВЕДЕНИЕ

               Тенден­ции развития строительства с каждым днем все больше и больше требуют применения новых технологий, которые бы сокращали время производства для как можно более быстрой сдачи объек­тов в эксплуатацию.

    Основным материалом в строи­тельстве уже на протяжении многих лет является бетон - материал, использующийся в конструкции практически любых помещений. Свойства и качество бетона в зна­чительной степени зависят от отноше­ния количества воды к количеству це­мента. Это соотношение называется водоцементным (В/Ц). Оно устанавливает прямую связь между количеством воды на весовую часть цемента и прочност­ными характеристиками бетона.

    Под влажностью понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе материала. Абсолютной влажностью называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме материала, к его абсолютно сухой массе. Относительная влажность - это отношение массы влаги, содержащейся в материале, к его массе во влажном состоянии.
  Прямым методом измерения влажности является сушильно-весовой, этот метод наиболее точен, но трудоемок. К косвенным методам измерения влажности относятся: кондуктометрический, емкостной, сверхвысокочастотный, инфракрасный. Влагомеры, работающие по косвенным методам, измеряют не саму влажность, а физический параметр с ней связанный, и переводят измеренную величину в значение влажности. Самыми распространёнными методами измерения влажности являются: кондуктометрический и диэлькометрический.

   Необходи­мо чтобы относительная влажность бе­тона составляла не более 4%.

          Данный курсовой проект посвящен вопросам проектированного печатного узла в условиях действия механических факторов. Была описана методика и последовательность расчета выводов элементов на статическую и вибрационную прочность и печатных узлов на прочность и жесткость. Разработана конструкция крепления печатной платы к корпусу прибора.

1 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦИФРОВОГО ПРИБОРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ БЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

        В основу структурной схемы разрабатываемого прибора возьмем блок – схему, изображенную на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1. -  Блок-схема диэлькометрического влагомера

В соответствии с  выбранным методом измерения влажности бетонных покрытий и емкостным преобразователем структурная схема проектируемого прибора будет иметь следующий вид.

Рисунок 2.2.- Структурная схема прибора

Структурная схема цифрового измерителя влажности в схеме содержит          емкостной датчик,  принцип работы которого основан на зависимости диэлектрических свойств веществ от их состава и концентрации отдельных компонентов. Измерение концентрации при использовании этого датчика часто сводится к определению емкости конденсатора, между обкладками которого помещается исследуемое вещество, выполняющее роль диэлектрика Сигнал с емкостного датчика, попадая на мост  переменного тока преобразуется в переменное напряжение. Мост питается переменным напряжением приблизительно 100кГц. С помощью подстраивающего конденсатора С_а напряжение на выходе U₀ устанавливается на нулевое значение при  ∆С=0.        При изменении емкости ∆С напряжение на выходе U₀ является мерой этой переменной и, соответственно, мерой изменения влажности.

Сигнал с моста, проходя через амплитудный детектор – аналоговое запоминающее устройство для отслеживания и хранения максимума входного сигнала в течение заданного промежутка времени с заданной точностью до прихода сигнала более высокого уровня. В качестве запоминающего элемента в детекторах используется конденсатор.

     Амплитудный детектор отличается от устройств выборки-хранения тем, что его переход из режима выборки в режим хранения и обратно определяется непосредственно входным сигналом.

Для обеспечения  требуемой мощности сигнала в схему вводятся усилительное устройство. Усилитель является важнейшим узлом прибора, определяющим такие характеристики, как погрешность, быстродействие, помехозащищенность, надежность и стоимость.

          Усилитель приборов прямого действия, производящий усиление абсолютных измеряемых значений, должен обеспечивать высокую стабильность коэффициента усиления и линейность характеристики в заданном диапазоне измеряемых величин.

Операционный усилитель-усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.