Другие предметы \ Методы измерений

Исследование и выбор методов повышения точности измерения влагосодержания светлых нефтепродуктов, страница 8

Рис.1.9

тегрирования выбираем 1мс, тогда параметры интегратора R1=100 кОм, С1=0,1 мкФ (ku операционного усилителя 140УД17 равен 30·103).

     1.5.5.5 Источником стабильного положительного напряжения выполняется на основе прецизионного стабилитрона на 9В типа Д818Е. Для получения отрицательного опорного напряжения применяется инвертор, аналогичный инвертору в составе фазочувствительного детектора;

     1.5.5.6 Регулирование положения нулевой точки осуществляется с помощью регулируемого элемента РЭ, на нем напряжение регулировки складывается из обоих опорных напряжений (положительного и отрицательного). Затем напряжение регулировки складывается с выходным напряжением моста с помощью инвертирующего сумматора.

1.5.5.7 Расчет нормирующего преобразователя

     Нормирующий преобразователь служит для обеспечения необходимого входного напряжения для аналого-цифрового преобразователя. Этот преобразователь представляет собой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления.

     Выходное напряжение моста в конечной точке диапазона определяется с помощью формулы (1.20)

     Входное напряжение для АЦП в конечной точке диапазона измерения для обеспечения прямого отсчета должно быть 1,999. Поэтому номинальный коэффициент преобразования должен быть:

     Для нормирующего преобразователя, изображенного на рисунке 1.10, справедливо следующее соотношение:

                                                                                   ,                                  (1.23)

           где r-номинал потенциометра,

           g=0…1-коэффициент, учитывающий положение движка потенциометра.

                                                                 Рис.1.10

     Для возможности регулирования коэффициента преобразования в обе стороны от номинала принимаем g=0,5, тогда

     Номиналы сопротивлений выбираем r=10 кОм, R35=1 кОм.

      1.5.5.8 Выбор микроконтроллера

 1.5.5.8.1 Краткое описание микроконтроллера АТ90S8535-8PI

     АТ90S8535-8PI - маломощный 8-разрядный микроконтроллер КМОП, построенный по гарвардской RISC-архитектуре (с раздельным доступом к памяти программ и памяти данных), содержит арифметико-логическое устройство, программируемый счетчик, 32 линии ввода-вывода, декодер инструкций, блок состояний и управления. Контроллер имеет следующие характеристики:

-  118 команд, выполняемых за один тактовый сигнал;

-  32 восьмиразрядных регистра общего назначения;

-  максимальная тактовая частота 8 МГц;

-  память данных 512 Байт;

-  электрически перепрограммируемая память данных 512 Байт;

-  память программ 8 кБайт;

-  восьмиканальный десятиразрядный АЦП;

-  последовательный интерфейс SPI;

-  встроенный аналоговый компаратор;

-  внутренние и внешние прерывания;

-  режим сбережения энергии.

Рис. 1.11

     На рисунке 1.11 изображено графическое представление контроллера с выводами и их названиями, назначение выводов описано в таблице 1.3.

      1.5.5.8.2 Описание встроенного АЦП

      Контроллер содержит 12-тиразрядный аналого-цифровой преобразователь с последовательным приближением. АЦП соединено с аналоговым диплексором, что позволяет выбрать входом преобразователя любой порт А. Преобразователь содержит устройство захвата, которое позволяет сохранять значение измеряемого сигнала на время измерения. АЦП имеет две цепи питания – аналоговую и цифровую, при этом аналоговая цепь питания не должна отличаться от цифровой более, чем на 0,3 В. для работы АЦП необходим источник опорного напряжения (2В для диапазона входного напряжения от 0 до 2 В). преобразователь может работать в двух режимах преобразования: непрерывном и однократном, выбор между ними производит пользователь программно. Схема последовательного приближения требует входных тактирующих импульсов частотой 50-200 кГц для достижения наибольшей разрешающей способности, для получения этих импульсов из системной тактовой частоты АЦП имеет предварительный делитель частоты, коэффици-

ент деления которого устанавливается программно. В нормальном режиме преобразование длиться 13 тактовых импульсов, расширенное преобразование требует 25 тактов. Когда преобразование заканчивается, результат записывается в регистр данных. Время преобразования АЦП от 65 до260 мкс.

     Преобразователь имеет следующие точностные характеристики:

-  погрешность смещения нуля – 1 единиц младшего разряда (е.м.р.);

-  нелинейность характеристики преобразования - 0,5 е.м.р.;

-  абсолютная погрешность – 1 е.м.р. (при частоте тактирующих импульсов 200 кГц).

Название вывода

Описание

VCC

Цифровое напряжение питания

GND

Цифровая земля

Port A

 8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода. Буферы вывода порта могут выдавать 20 мА, и могут управлять непосредственно светодиодными индикаторами. Порт А также служит аналоговым входом для АЦП.

Port B

8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода с внутренними нагрузочными резисторами

Port C

8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода с внутренними нагрузочными резисторами

Таблица 1.3

Название вывода
Описание

Port D

8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода с внутренними нагрузочными резисторами

Reset

Входной сигнал сброса. Внешний сброс генерируется низким уровнем, подаваемым на вывод Reset. Импульс, длительность которого больше 50 нс, вызовет сброс, даже если выключен счетчик. Более короткие импульсы не вызовут сброс.

XTAL1

Вход инвертирующего усилителя генератора и вход внутреннего счетчика, управляющего электрической схемой.

XTAL2

Выходной сигнал от инвертирующего усилителя генератора

AVCC

Вывод напряжения питания для Порта А и Аналого-цифрового преобразователя. Если АЦП не используется, этот вывод должен быть соединен с VCC, если используется, этот вывод должен быть соединен с VCC через фильтр нижних частот.

AREF

Вход опорного аналогового сигнала для Аналого-цифрового преобразователя.

AGDN

Аналоговая земля.
Скачать файл