Информационно-измерительная система давления газа в газопроводе часть 4

Ом. Тогда сопротивление резистора R4 Ом. Для датчика FP2000 диапазон выходных напряжений совпадает с диапазоном входных напряжений АЦП, поэтому усиливать сигнал датчика не требуется. Необходимо обеспечить коэффициент усиления . Для датчика FP2000 выходной ток согласно составляет 10 мА, а максимальное напряжение — 10 В, тогда для схемы, используемой в измерительном канале избыточного давления Ом. Тогда сопротивление резистора R4 Ом. Рассчитаем резистор в схеме источника питания, изображенной на рисунке 3.8. Датчики питаются от напряжения 10 В, трансформатор понижает напряжение с 220 В до 15 В переменного тока, а на выходе диодного моста имеем 15 В постоянного тока. Для стабильной долговременной работы линейного стабилизатора напряжения МС7805 необходимо обеспечить как можно меньшее падение напряжения на нем. Обеспечим падения напряжения на микросхеме на уровне 1 В, тогда на резисторе R падать напряжение . Тогда сопротивление резистора с учетом номинального значения тока в схеме 20 мА, Ом. В схеме диодного моста используем диоды 1N4148. Для устранения высокочастотных помех используем в схеме источника питания керамические конденсаторы K73-17-100B-0,1мкФ + 10%. Рассчитаем номиналы резисорив в схеме подключения оптопары изображенной на рисунке 3.10. Сопротивление резисора R1 найдем по формуле , (4.3) где = 5 В — напряжение уровня логической единицы; = 1,5 В — падение напряжения на светодиоде; = 10 мА — ток, протекающей через светодиод. Тогда Ом. Резистор R2 выбираем 47 кОм, а резистор R3 — 1 кОм. 5. Расчет погрешности измерения Источниками возникновения погрешности измерения являются датчики давления и температуры и аналого-цифровой преобразователь. Ошибка микросхемы ТМР03 — это погрешность скважности, которая определяется по формуле: (5.1) где f — период импульса, мс; — длительность импульса, мс. Номинальная выходная частота микросхемы 35 Гц. Устройство работает с фиксированной длиной импульса Т1, которая составляет 10 мс. Тогда (мс) . СКВ квантования АЦП можно определить по формуле , (5.2) где — шаг квантования, который в свою очередь определяется при известном смысле опорного напряжения АЦП по формуле , (5.3) где — значение опорного напряжения; — разрядность АЦП. В данном случае используется 8 разрядов АЦП. Итак, шаг квантования АЦП . Тогда СКО погрешности квантования . Абсолютная погрешность квантования АЦП определяется по формуле . (5.4) Найдем (В). Относительная погрешность квантования АЦП определяется по формуле . (5.5) Итак, . Относительная погрешность датчика FP2000 составляет 0,1%, тогда суммарная относительная погрешность ИВС давления газа в газопроводе составит . Рассчитана погрешность менее 1%, что соответствует условию задачи. Выводы В процессе выполнения курсового проекта была разработана информационно-измерительную систему давления газа в газопроводе, в которой по четырем каналам измеряется надлищковий давление, разность давлений, разрежения, а также температура в газороводи, а полученная измерительная информация после преобразования ее аналого-цифровыми преобразователями в цифровой код поступает на микроконтроллер, который через интерфейс RS-485 передает ее на персональный компьютер. Ситема позволяет одновременно контролировать несколько параметров в газопроводе. В первом разделе проекта проведено техническое обоснование варианта реализации системы, при котором из трех рассмотренных вариантов выбрано с помощью обобщенного качественного критерия один, который больше всего соответствует идеальной системе. Во втором разделе рассмотрены основные типы первичных преобразователей давления и температуры, разработана структурная схема информационно-измерительной системы. В третьем разделе описаны датчики давления, разрежения, разности давлений и температуры и основные микросхемы, входящие в электрической принципиальной схемы ИВС, такие, как микроконтроллер, АЦП, драйвер интерфейса RS-485. Четвертый раздел содержит электрические расчеты. В пятом разделе рассчитан относительную погрешность ИВС. Рассчитана погрешность менее 1%, что соответствует условию задачи. Литература

  1. Полищук Е. С., Дорожовец М. М., Яцук В. А. и др. Метрология и измерительная техника: Учебник / Е. С.Полищук, М. М.Дорожовець, В. О.Яцук, В. М.Ванько, Т. Г.Бойко; Под ред. проф. Е. С.Полищука. — Львов: Издательство «Бескид Бит», 2003. — 544с.
  2. Энергетическое топливо (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут и горющий природный газ): Справочник / В. С.Вдовиченко, М. И.Мартынова, Н. В.Новицкий, Г. Д. Юшина. — М .: Энергоатомиздат, 1991. — 184с., Ил.
  3. Боднер В. А., Алферов А. В. Измерительные приборы (теория, расчет, проектирование): Учебник для вузов: В 2-х т. Т. 2: Методы измерений, устройство и проектирование приборов. — М .: Изд-во стандартов, 1986. — 224 с., Ил.
  4. Полищук Е. С. Измерительные преобразователи: Учебн. пособие для вузов. — М .: Высш. шк., 1981. -296 с.
  5. А. Маргелов. Датчики давления компании Honeywell. // CHIP NEWS Украина, №8 (101), 2005. — с.17-21.
  6. Кухарчук В. В., Кучерук В. Ю., Долгополов В. П., Груминська Л. В. Метрология и измерительная техника. Учебное пособие. — Винница: Универсум-Винница, 2004. — 252с.