Построение контрольно-измерительного прибора с сигнализационным устройством на базе микроконтроллера ПРОТАР

Федеральное агентство по образованию

Российский Государственный

Профессионально-педагогический Университет

Инженерно-педагогический институт

Кафедра микропроцессорной управляющей вычислительной техники

 

Локальные устройства управления

Лабораторная работа №2

 «Построение контрольно-измерительного  прибора с сигнализационным устройством на базе микроконтроллера ПРОТАР».

Выполнили: студенты группы ВТ-415

Смирнов И.В.

Шайдуров А.П.

Проверил: преподаватель

 Окунев Е.А.                          

Екатеринбург

 «2007»

Лабораторная работа № 2.

Построение контрольно-измерительного  прибора с сигнализационным устройством на базе микроконтроллера ПРОТАР.

Цель работы: Запрограммировать микроконтроллер для выполнения функции контрольно-измерительного прибора. Осуществить поверку построенного прибора и оценить его метрологические характеристики.

Постановка задачи:

1. Измеряемый параметр: Температура (Т).
2. Диапазон измерения: 200 – 300 °C.
3. Приделы сигнализации: нижний 220 °C, верхний 280 °C.
4. Датчик контролируемого параметра: ТСП 50П
5. Используемый вход ПРОТАР: Вход «А»
6. Ток питания: 5мА

Основные характеристики:

Платиновые термометры сопротивления (ТСП) служат для измерения температур от —260 до +750 (кратковременно до +1100 °С). Градуировочные характеристики ТСП (зависимости сопротивления от температуры) в принципе нелинейны. При точных измерениях они задаются в виде таблиц. Наиболее распространенными стандартными являются в настоящее время градуировки 50П и 100П (ранее применялись градуировки 20, 21, 22). Номинальные сопротивления R₀ термометров ТСП составляют соответственно 50 Ом и 100 Ом (ранее применявшиеся градуировки имели сопротивления 10, 46, 100 Ом). Относительное сопротивление W₁₀₀ наиболее распространенных ТСП составляет 1,391 и 1,385 .

Схема:

Градуировочная характеристика:

Расчёты:

R₀ = 50 П.

W₁₀₀ = 1,391.

I_пд  = 5 мА.

 

R₂₀₀ = (R₀ (W₁₀₀ - 1) / 100) ٠ T + R₀ = 89,1 Ом.

R₃₀₀ = (R₀ (W₁₀₀ - 1) / 100) ٠ T + R₀ = 108,6 Ом.

U₂₀₀ = I_пд R₂₀₀ = 445,5 мВ.

U₃₀₀ = I_пд R₃₀₀ = 543,2 мВ.

Y = K X + B

200 °C = K  X₂₀₀ + B

300 °C = K  X₃₀₀ + B

200 °C = K  22,27 + B

300 °C = K  27,16 + B

300 = 27,16 K + 200 – 22,27 K

K = 20,44

B = 200 – 22,27 ٠ 20, 44

B = -255,19

Y = 20,44 X – 255,19

Программа функционирования ПРОТАР.

Значения используемых переменных, сигналов и констант.

Формулы:

• Хд = ((R – R₀) ٠ 100°C) / (R₀ ٠ (W₁₀₀ – 1)) = T  [°С]
• Δ = ± (Хи - Хд), [e.и.п.]
• δ = ± ( Δ/ Хд,)  ٠ 100, [%]
• γ  = ± (Δ / Хнорм.) ٠ 100, [%]

Протокол  поверки.

Показания «ПРОТАР» (Хи) (°С)	Показания		Погрешность
	Ом	Хд (°С)	Δ[e.и.п.]	δ[%]	γ [%]
204,7	89	199,5	+ 5,2	+ 2,61	+ 1,74
214,1	91	209,7	+ 4,4	+ 2,09	+ 1,46
224,0	93	219,9	+ 4,1	+ 1,84	+ 1,35
235,0	95	230,2	+ 4,8	+ 2,09	+ 1,61
246,4	97	240,4	+ 6,0	+ 2,49	+ 2,00
256,4	99	250,6	+ 5,8	+ 2,30	+ 1,92
266,0	101	260,9	+ 5,1	+ 1,97	+ 1,71
277,0	103	271,1	+ 5,9	+ 2,18	+ 1,97
287,3	105	281,3	+ 6,0	+ 2,12	+ 1,99
297,5	107	291,6	+ 5,9	+ 2,04	+ 1,98

Вывод: