Данный курсовой проект по дисциплине электронные устройства в железнодорожной автоматике телемеханике и связи посвящен разработке цифрового вольтомметра. Основные цели и задачи курсового проекта - закрепить теоретический материал по дисциплине, получить необходимые навыки по инженерному проектированию электронных устройств на основе использования микроэлектронной элементной базы, производить оценку различных вариантов схем, научиться разрабатывать электронные схемы и выбирать методику расчета, работать со справочной литературой.
Цифровой вольтметр строится по принципу двойного интегрирования, основным элементом которого является интегратор на операционном усилителе.
Прибор имеет следующие характеристики:
Виз измеряемого напряжения: постоянное
Пределы измерения: -1 ¸ 0 Вольт; 0 ¸ 1000 Ом
Точность измерения: напряжения - 0,2 %; сопротивления - 10%
Время измерения: 0,15 с
Элементарная база: ТТЛ
Дополнительные возможности: защита от перенапряжения (±15 Вольт), защита от подачи напряжения обратной полярности, индикация перегрузки и напряжения обратной полярности, отображение результатов измерения на 3-х разрядном индикаторе
|
2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ВОЛЬТОММЕТРА. 5
3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ. 7
4. ГЕНЕРАТОР СЧЕТНЫХ ИМПУЛЬСОВ. 8
5. ГЕНЕРАТОР УПРАВЛЯЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ. 9
6. СХЕМА СЧЕТА И ИНДИКАЦИИ. 12
7. ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО.. 13
8. УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ И ИНТЕГРИРОВАНИЯ. 14
9. УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ. 15
10. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ. 16
11. РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ УСТРОЙСТВОМ МОЩНОСТИ. 17
12. БЛОК ПИТАНИЯ ВОЛЬТОММЕТРА. 18
13. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ УСТРОЙСТВА. 20
14. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПЕЦИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ. 21
15. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ. 23
16. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 24
17. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 25
Измерительная техника - один из важнейших факторов ускорения научно-технического прогресса практически во всех отраслях народного хозяйства.
При реализации любого процесса измерения необходимы технические средства, осуществляющие восприятие, преобразование и представление числового значения физических величин.
Электрические методы измерений получили наиболее широкое распространение, так как с их помощью достаточно просто осуществлять преобразование, передачу, обработку, хранение, представление и ввод измерительной информации в ЭВМ.
Одним из современных направлений развития измерительной техники, базирующейся на достижениях радиоэлектроники, являются цифровые приборы с дискретной формой представления информации.
Быстрое развитие цифровых систем началось в 40-х годах, когда были построены первые цифровые вычислительные машины на электромеханических реле, а затем на электронных лампах. Прогресс электроники открыл перед цифровыми системами новые возможности, сделав их незаменимыми помощниками человека практически во всех сферах его деятельности. Появилась такая отрасль науки и техники, как цифровая техника, изучающая принципы построения, методы проектирования и способы технической реализации цифровых систем. При этом цифровая техника использует достижения смежных, фундаментальных и прикладных наук (математическая логика, кибернетика, электроника и др.).
Развитие дискретных средств измерительной техники в настоящее время привело к созданию цифровых вольтметров постоянного тока, погрешность показаний которых ниже 0,0001%, а быстродействие преобразователей напряжение-код достигает нескольких миллиардов измерений в секунду.
В настоящее время основной парк составляют цифровые вольтметры, выполненные на аналоговых и цифровых микросхемах средней степени интеграции. Широкое применение находят специальные микросхемы, заменяющие целые функциональные блоки цифровых вольтметров.
По широте и эффективности применения микропроцессоров одно из первых мест занимает измерительная техника, причем все более широко применяются микропроцессоры в системах управления. Трудно переоценить значение микропроцессоров и микроЭВМ при создании автоматизированных средств измерений, предназначенных для управления, исследования, контроля и испытаний сложных объектов.
Развитие науки и техники требует постоянного совершенствования средств измерительной техники, роль которой неуклонно растет.
Наибольшее распространение из времяимпульсных методов, реализуемых в цифровых вольтметрах, нашли различные варианты метода двойного интегрирования, обеспечивающего измерение среднего (за интервал интегрирования) значения Ux. Распространение этого метода обусловлено его достоинствами: возможностью подавления напряжения помех, получением высокой точности при относительной простоте схемы.
Структурная схема вольтметра с двойным интегрированием дана на рис.1, а на рис.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.
Измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональное
число счетных импульсов. Цикл преобразования Tц состоит из двух интервалов
времени T1
и T2.
В начале цикла устройство управления вырабатывает прямоугольный импульс
калиброванной длительности T1,
который подается на один из входов электронного переключателя. Поэтому в
течение интервала T1
на вход интегратора через входное устройство и электронный переключатель
поступает измеряемое напряжение постоянного тока. Начинается первый такт интегрирования,
при котором выходное напряжение интегратора растет по линейному закону.
Крутизна этого напряжения пропорциональна напряжению Ux.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
