Електронні ваги

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МИНЕСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Федеральне державне освітній заклад

вищої професійної освіти

«Чуваська державний університет ім. І.М. Ульянова »

Факультет Інформатики та обчислювальної техніки

Спеціальність 220100

Пояснювальна записка до курсового проекту

з дисципліни: Схемотехніка ЕОМ.

Тема курсового проекту: Електронні ваги

Студент: Карпов

Петро Миколайович

Кафедра Інформаційно-обчислювальних систем

Завідувач кафедрою: Лебедєв Є.К., д-р техн. наук, професор

Керівник: Лебедєв Є.К., д-р техн. наук, професор

Чебоксари 2009р.

МИНЕСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Федеральне державне освітній заклад

вищої професійної освіти

«Чуваська державний університет ім. І.М. Ульянова »

Факультет Інформатики та обчислювальної техніки

Спеціальність 220100

ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Студент: Карпов П.М.. Група: ІХТ-11-06

Тема проекту: Електронні ваги

ЗМІСТ ЗАВДАННЯ

Синтезувати структурну і функціональну схему приладу для вимірювання маси вантажів.

Провести електричні розрахунки.

Показати роботу схеми терезів на контрольних точках.

Дати опис роботи схеми: датчиків, АЦП, індикатор.

Розробити структурну, функціональну, принципову схеми електронних ваг.

Анотація

У ході виконання даного курсового проекту було розроблено структурну схему електронних ваг і на її основі реалізована принципова електрична схема на сучасній елементній базі. У пояснювальній записці міститися опис схеми. До роботи додається принципова, структурна схеми і перелік елементів. Матеріали пояснювальної записки виконані з вимогами до конструкторської документації. Повний перелік стандартів використовуються в курсовому проекті визначені на основі покажчика ГОСТів.

ANNOTATION

During performance of the given course project were developed the structural circuit of the electronic weights and on this basis the basic electrical circuit on modern element base have been realized. Explanatory note contain the description of the circuit. To work the basic, structural electrical circuits and list of elements are applied. Materials of an explanatory note are executed with requirements to the design documentation. The full list of standards used in an academic year project is determined on the basis of index GOST.

Зміст

Введення 5

Опис схеми 6

Пояснення до схеми 8

Висновок 10

Література 11

Додаток 1. Електричні параметри мікросхем 12

Введення

Ваги розглянуті в даній курсовій роботі є зручним, дешевим і надійним засобом для вимірювання вантажів. Ваги можуть бути використані як у домашніх справах, так і торговій сфері. Крім того, ваги володіють великою точністю, якщо їх добре відрегулювати. Наприклад, зваживши вантаж вагою 10кг, похибка становитиме всього 1 грам. Ваги зібрані на мікросхемі серії КР572ПВ2. Крім названої великий інтегральної мікросхеми, в конструкції використані цифрова індикація, стабілізація напруги +5 В и-5В, пружне сталеве кільце і блок тензорезисторів.

Для підвішування вантажу кільце злегка деформується, а приклеєні до нього тензорезистори згинаються і змінюють опір. Воно перетворюється в напругу, пропорційно діючої на кільце силі (масі вантажу). Посилений сигнал потрапляє на вхід мікросхеми КР572ПВ2, там перетвориться і надходить на елемент цифрового індикатора. Вся система побудована так, що кожному напрузі на вході мікросхеми відповідає цифра, що загоряється на панелях.

Робота схеми

Мікросхема DD1 виконана в 40 вивідному корпусі і являє собою велику інтегральну схему аналого-цифрового перетворювача КР572ПВ2. посилений вхідний сигнал заряджає конденсатор. Час заряду вимірюється лічильником, вихідні сигнали якого подаються на цифрові індикатори. Ця напруга попадає на конденсатор С4, включений на входи між висновками 30 і 31 мікросхеми DD1 а на висновки 35 і 36 подаються зразкове напругу. При порівнянні цих напруг мікросхема DD1 видає нам цифрове значення, пропорційне вимірюваній вазі.

Цифри висвічуються за допомогою 4 індикаторів HG1, HG2, HG3, HG4 типу АЛС333Б вони підключаються безпосередньо до виводів мікросхеми, де вихідний струм дорівнює 5-7 мА для кожного сегмента. Індикація розташовується з протилежного боку друкованої плати. Мікросхема містить опорний або тактовий генератор, елементи R6 і С5 визначають частоту проходження його імпульсів. Для надійної і точної його роботи необхідні стабілізовані напруги +5 В і -5 В. Стабілізатор DA2 зібраний на мікросхемі КР142ЕН5А. Коефіцієнт стабілізації не менше 1000 при струмі до 100 мА. Завдяки найбільшого коефіцієнта з цього ж напруги за допомогою дільника, зібраного на резисторах R3, R4, R5, отримують опорне напруга близько 100 мВ.

В якості джерела живлення тут використані батарейки «Крона» чи «Кроунд» (включати харчування бажано тільки під час зважування - індикація споживає великий струм і може швидко розрядити батарею). Саме надійне мати більш потужне джерело живлення розрахований на напругу 7-12В і струм до 120 мА.

Кілька слів про перстень. Воно вирізане із сталевої труби. Для додання пружності його слід загартувати: нагріти до червона і опустити в масло.

Потім промити бензином або гасом і приклеїти до нього тензосопротівленіе. Вони з'єднані для більшої чутливості по мостовій схемі. Крім того, така схема дозволяє знизити наведення. Тензорезистори, що входять в одне плече, наклеюють з різних сторін кільця. Причому R14 і R15 зовні а R16 та R17 зсередини.

Як працює міст? З його діагоналі тобто з конденсатора С7 знімається напруга неузгодженості, яка подається на операційний підсилювач на DA1. Там вона підсилюється і потрапляє на вхід мікросхеми DD1.

З плати кільце з'єднується з проводами МГТФ діаметром від 0,08 мм до 0,2 мм. Далі їх звивають в «кіску». Друкована плата виконана з 2-х стороннього фольгированного склопластику. Міжплатний з'єднання, а також всі перемички виконані мідним дротом типу ПЕВ2 діаметром 0,3-0,5 мм. Отвір на кріплення плати свердлять діаметром 3 мм, а отвори для елементів - 8 мм. Корпус ваг виконаний з одностороннього фольгированного стеклотекстолита.

Кілька слів про деталі. Резистори, що застосовуються в схемі ОМЛТ-0, 125 або С »-23-0,125. Опору R3 типу СПЗ-19а або будь-які малогабаритні подстроєчниє опору. Тензорезистори R14, R15, R16, R17 номіналом 100 Ом, але можна застосувати і іншого номіналу - 60-479 Ом. Мікросхему КР572ПВ2А можна замінити на мікросхему КР572ПВ2Б. Операційний підсилювач DA1тіпа К153УД2; годяться 140УД6, 140УД7, 140УД14 або будь-які інші, але при цьому слід підібрати коригувальну опір R5. Замість індикаторів HG1, HG2, HG3, HG4 типу АЛС33Б можна використовувати АЛС324Б або будь-які інші із загальним анодом. Якщо у застосовуваних індикаторів висновки на збігаються з висновками на платі, їх бажано розмістити на окремій платі, а основний з'єднати проводами.

Налагодження схеми починають з перевірки живлячих напруг на стабілізаторах +5 В и-5В, при справних радіоелементу вони не вимагають регулювання. Потім підключають осцилограф або тестер на вихід DA1 (6 ніжка) і обертаючи, подстроєчний резистор R-подстроєчниє домагаються нульових показань індикатора. Потім до кільця підвішують гирі відомого ваги, приблизно 5-10 кілограм і обертаючи резистор R1 виставляють показники індикаторів рівних вазі гирі. У яких одиницях ми хочемо зважувати гирю: ньютонах, кілограмах, фунтах, пудах, а також у гривнях або піастрам залежить від настроювача. Важливо при висячої гирі за допомогою R1 встановити на індикатор потрібну цифру, далі показання індикатора буде пропорційно вазі вантажу, що зважується. Потім потрібно перевірити показання приладів без вантажу. Якщо залишилися цифри в молодшому розряді, перевіряють ще раз. Якщо після доведення залишилися цифри значить, кільце погано пружинить, деформувалося. Межі його вимірювання залежать від пружності металу. Так, наприклад, кільце шириною 3міліметра, вирізане з звичайної дюймової (25,4 мм) водопровідної труби, дозволяє зважувати масу в 10 кілограмів з точністю до 1 грама.

Оскільки в цій конструкції використовується мікросхема, що працює на індикаторах з чотирма розрядами, це означає що будь-які маси от1 до 999 висвітлені повністю. Для зважування невеликих мас, наприклад, фотореактівов, слід експериментально підібрати тонкостінний пружне кільце і заново проградуювати прилад.

Для того щоб переконатися в тому, що ваги працюють справно потрібно підключити висновки 20 мікросхеми DD1к джерела живлення +5 В, якщо табло висвічується -1888, значить прилад справний і готовий до роботи.

Пояснення до схеми

Пружне кільце висить на резисторі R10. У початковому стані тобто коли вантаж не підвішений на кільце останнє не деформоване й, отже, наклеєні на кільце тензорезистори мають по плечах однаковий опір і на діагоналі моста буде однаковий потенціал. Тобто на інверсних і на не інверсних входах операційного підсилювача DA1 не буде, на увазі різниці потенціалів, диференціального напруги. Звідси випливає, що на вході підсилювача буде нуль.

Для підвішування вантажу кільце деформується, внаслідок чого на діагоналі моста з'являється різниця потенціалів подається далі на резистори R9 і R1 як диференціальне напруга на вхід операційного підсилювача. Це диференціальне напруга посилюється в ОУ і йде на вхід мікросхеми DD1, заряджаючи конденсатор С4 з частотою визначається власним вбудованим генератором і зовнішнім пасивним елементом R6 і С6 попаданням з тією ж частотою на цифрові виходи. Такий двійковий код який відповідає вхідному напрузі. Цей бінарний код надходить на дешифратор, а звідти на індикатори, індикатори в свою чергу висвічують результат.

Висновок

У даному курсовому проекті була розроблена схема електронних ваг. Крім цього є його принципова, структурна і логічна схеми, описаний повний принцип його дії, способи налаштування ваг і повний перелік елементів, і їх технічні характеристики.

Виконуючи курсовий проект, був закріплений теоретичний матеріал, вивчений в IV та V семестрах з дисципліни «Схематехніка ЕОМ». При виконанні курсового проекту були використані знання, отримані при вивченні «Електроніки та електротехніки».

Література

  1. ЕСКД: Довідковий посібник / С.С. Борушек, А. А. Волков та ін-2-е изд.-М.: Видавництво стандартов.1980. 134с.

  1. Виконання електричних схем по ЕСКД: Довідник / Усатенко С.Т. Каченюк Т.К.і др. - М.: Видавництво стандартів. 120с.

  2. Моуцік. Є. Зарубіжні інтегральні мікросхемиі їх вітчизняні аналоги .- М. Енергія, 1980. 138с.

  3. Дипломне проектування: Метод. Посібник / Авт.-сост. Є.К. Лебедєв. Чебоксари: Видавництво Чуваш ун-ту 2002.76с.

  4. Схематехніка аналогових електронних пристроїв: Метод. Вказівки до курсового проекту / Укл. В. С. Пряників Чебоксари: Видавництво Чуваш ун-ту 2001. 55с.

  5. Забродін В.А. Промислова електроніка.-М-1989.105с.

  6. Крібель Х. Схеми аматорських електронних пристроїв .- М-1992.100с.

  7. Хровіц П. Мистецтво схемотехніки: у 3 т. - М., 1993.120с.

  8. Інтегральні мікросхеми і їхні закордонні аналоги: Довідник Т6-М.: ІП радіо, 2000-544с.

Додаток 1

Електричні параметри мікросхем

Мікросхема КР142ЕН5А

Мікросхема представляє собою потужний стабілізатор напруги з фіксованим вихідним напругою позитивної полярності.

Електричні параметри

Вхідна напруга при Uвх = 10В, Iвх = 10мА - 4.9 ... 5,1 У

Струм споживання при Uвх = 15В 10мА

Нестабільність по напрузі при Uвх = 10В, Iвх = 10мА 0,05%

Нестабільність по струму при Uвх = 8,3 У 1%

Температурний коефіцієнт напруги при Uвх = 10В, Iвх = 10мА 0,02% / С0

Дрейф вихідної напруги (за 500ч) при Uвх = 15В, Iвх = 500мА Тк = 100С0 1,5%

Гранично допустимі режими роботи

Максимальна вхідна напруга в діапазоні температур Тк =- 45С0 ... +100 С0 Ррас Ррас, max і різниці напруг між входом і виходом 2,5 ... 10В 15В

Граничне вихідну напругу в діапазоні температур Тк =- 45С0 ... +100 С0 Ррас Ррас, max 2 ... 20В

Максимальна вхідна напруга в діапазоні температур Тк =- 45С0 ... +100 С0 Ррас Ррас, max Iвх = 2,2 А 7,5 В

Максимальний вхідний струм при Тк =- 45С0 ... +100 С0 Ррас Ррас, max 2А пріТк =- 20С0 ... +40 С0 Ррас, max 3А

Статичний потенціал 2000В

Максимальна розсіює потужність

Тк =- 45С0 ... +70 С0 10Вт

Тк = 100 С0 5Вт

Температура навколишнього середовища-45С0 ... +100 С0

Мікросхема КР572ПВ2

Мікросхема представляє собою 8-розрядний АЦП послідовного наближення сполучаються з мікропроцесором.

Електричні параметри.

Номінальна напруга живлення

UП1 5В 5%

Uп2 - 5В 5%

Вихідна напруга при UП1 = 4,75 В, UП1, 2 = 4,75 В, Uоп = 0,1 В ... .. 0,1 ... 3,2 В

Струм споживання (при UП1 = 5,25 В, Uп2 =- 5,25, Uоп = 1В):

Від джерела живлення UП1 1,8 мА

Від джерела живлення Uп2 1,8 мА

Похибка перетворення 1ед.счета

Вихідний струм при UП1 = 4,75 В, Uп2 =- 4,75 В

Вихідний струм старшого розряду 10А

Коефіцієнт ослаблення синфазного напруги при UП1, 2 = 4,75 В, Uвх = 0, Uоп = 1В 100мВ / У

Гранично допустимі режими роботи

Напруга живлення:

UП1 4,75 ... 5,25 В

Uп2 -5,25 ... -4,75

Вихідна напруга -2 ... 2В

Опорна напруга 0,1 ... 1В

Температура навколишнього середовища -10 ... +700 С

Мікросхема К153УД2

Мікросхема представляє собою операційний підсилювач середньої точності з вихідною напругою 10В і розширеним діапазоном напруги.

Електричні параметри.

Номінальна напруги харчування 15В 10%

Максимальна вихідна напруга при Uп = 15В, Uвх = 0,1 В, Rн = (2 0,04) МОм 10В

Напруження зсуву нуля при Uп = 15В, Rн. 10КОм 7,5 мВ

Середній вихідний струм при Uп = 15В, Rн. 10КОм 500нА

Струм споживання 3мА

Коефіцієнт посилення напруги при Uп = 15В, Rн = (2 0,04) ком 1920 * 103

Швидкість наростання вихідної напруги 0,5 В / мкс

Час встановлення вихідної напруги 2мкс

Частота одиниць посилення 1МГц

Вихідний опір 300Ом

Вхідний опір 300кОм

Вихідна ємність 100ПФ

Гранично допустимий режим експлуатації

Напруга живлення (13.5 ... 15,5) У

У граничних режимах (5 ... 17) У

Вхідна напруга 4.5В

У граничних режимах 4,5 В

Синфазное вхідна напруга при Uп = 16,5 В 12В

Опір навантаження 2Ом

Розсіюється потужність 450мВт

У граничних режимах 500мВт

Статичний потенціал 100В

Температура навколишнього середовища -45 ... +830 С


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
46кб. | скачати


Схожі роботи:
Електронні гроші та електронні платежі
Ожиріння Зниження ваги
Ваги автомобільні вагонні
Визначення щомісячного рекламного ваги
Історія розвитку заходів ваги в Росії
Маса лінії Координати центра ваги плоскої кривої та фігури
Електронні технології
Електронні книги
Електронні гроші 2
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru