Разработка цифрового вольтметра двойного интегрирования с точностью 0,171001 процента, страница 6

          К выходу источника опорного напряжения плюс 12 подключен делитель напряжения на прецизионных резисторах R16 на 10кОм и R17 на 2кОм. Таким образом, на выходе мы получаем напряжение плюс 2В с точностью плюс-минус 0,00002В (по заданию требуется точность плюс-минус 0,001В). Конденсатор C7 служит для сглаживания пульсаций входного напряжения (см. рис.10).

          Таким образом, требования, предъявляемые к блоку питания (см. расчет потребляемой мощности) выполняются.

          Для защиты блока питания от скачков напряжения в сети 220В применяется плавкий предохранитель FU1.

Рис.10. Схема принципиальная блока питания вольтметра


13. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ УСТРОЙСТВА

Основные составляющие погрешности цифрового вольтметра, работающего по методу двойного интегрирования, - погрешности преобразования и сравнения, а так же погрешность дискретизации [6].

Погрешность преобразования и сравнения определяется:

·  нестабильностью длительности T1 прямоугольного импульса, задающего интервал первого интегрирования [6]. Данная погрешность будет определяться погрешностью генерации счетных импульсов кварцевым резонатором. Она составляет 0,000001 процента [10]

·  Недостаточно высокой точностью и нестабильностью опорного напряжения [6]. Она составляет (см. блок питания) 0,001 процента.

·  Нестабильностью порога срабатывания устройства сравнения [6]. То есть погрешность компаратора. Порог срабатывания примененного в данной схеме компаратора равен 0.7мВ, что составляет 0,07 процента.

·  Влиянием остаточных параметров аналоговых ключей [6] – в данном  вольтметре применяется цифровой коммутатор напряжений с ничтожно малым пропускным сопротивлением (0,005 Ом [5]), следовательно, данная составляющая не учитывается.

·  Кратковременной нестабильностью частоты F0 [6] - в данной схеме вольтметра периоды счета идут достаточно часто, и поэтому кратковременная нестабильность частоты ликвидируется в следующий период измерения.

Погрешность дискретизации определяется из соотношения [6]:

  (7)

следовательно, погрешность дискретизации равна 0,1 процент (Nx=1000).

Итак, суммарная погрешность устройства равна 0,171001 процента:

          Данная погрешность удовлетворяет заданной погрешности устройства 0,2 процента.


14. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПЕЦИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ



15. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ


16. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проектирование электронных устройств – достаточно трудоёмкий процесс, требующий от инженера максимум знаний, трудолюбия и умения общаться со справочной литературой. Создание же цифровых измерительных устройств – особенно тяжёлый труд. Здесь присутствуют   дополнительные  особенности, которые должен учесть инженер.

Поэтому приобретение навыков в построении принципиальных схем устройств, а также общения со справочной литературой имеет немаловажное значение.

Целью данного курсового проекта и было обучение составлению принципиальных схем, а также написанию документации к прибору, работе со справочной литературой.

Был разработан цифровой вольтомметр двойного интегрирования с точностью, равной 0,171001 процента.

Во время написания курсового проекта были получены вышеперечисленные навыки.


17. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Кострома В.С., Яцкевич В.А.

«Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи»: Методические указания по курсовому проектированию. Ч.1. Разработка цифрового вольтметра. Гомель. БелИИЖТ. 1990.

2.  Богданович М.И., Грель И.Н.

«Цифровые интегральные микросхемы»: Справочник. Мн.: Беларусь. 1991.

3.  Вуколов Н.И., Михайлов А.Н.

«Знакосинтезирующие индикаторы»: Справочник. М.: Радио и связь. 1987.

4.  Булычев А.Л., Галкин В.И.

«»Аналоговые интегральные схемы»: Справочник. Мн.: Беларусь. 1993.

5.  Шило В.Л., Якубовский С.В.

«Цифровые и аналоговые интегральные схемы»: Справочник. М.: Радио и связь. 1989.

6.  Мясников Е.В., Семенюта Н.Ф., Фомичев В.Н., Кострома В.С.

«Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи»: Методические указания к лабораторным работам. Ч.4. Импульсные устройства. Гомель. БелИИЖТ. 1988.

7.  Родин А.Е.

«Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи»: Курс лекций. Гомель. БелГУТ. 2000.

8.  Журнал «Радио любитель» №1. 1998.

9.  Журнал «Радио» №3. 1991.

10.  Чистяков Н.И.

«Справочная книга радиолюбителя-конструктора» М.: Радио и связь. 1987.