Проектирование датчика мгновенных температур (диапазон от 0 до 100)
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
В повседневной жизни человека окружают различные факторы, параметры, от значения которых зависит наше поведение, действия, самочувствие. Отклонение от заданных норм этих параметров приводит к различным последствиям: ухудшения самочувствия, авариях на различных предприятиях, выходу из строя бытовой и промышленной техники. Одним из важных параметров, требующих особого внимания и контроля является температура. Она влияет абсолютно на все направления жизни человека, техники, предметов. При повышении или понижении температуре ухудшается самочувствие человека, техника может выйти из строя, предметы могут изменять свою форму и агрегатное состояние. На основании выше сказанного можно сделать вывод о том, что вопрос контроля температуры является важным аспектом и требует особого внимания и контроля. На сегодняшний день измерять температуру можно различными приборами и способами. Рассмотрим основные их виды: Жидкостные. К ним относятся стандартные градусники, реагирующие на изменение температуры расширением жидкости. Температура определяется по шкале в зависимости от расположения жидкости. Погрешность подобных измерительных устройств колеблется в пределах 0,1°С. Основным недостатком жидкостных измерительных устройств является риск повреждения от удара и падения. Газовые. В данных устройствах рабочим веществом является газ. Принцип работы аналогичен жидкостным. Использование газа позволяет охватить больший перечень показателей. Такие термометры покажут значения в диапазоне от +271°С до + 1000°С. Электрические. Принцип их действия основан на изменениях показателей сопротивления установленного проводящего элемента при разной температуре. Увеличивается прогрев металла, что отражается в его сопротивляемости при перемещении тока. Возможности электрических приборов зависят от выбранного металла. Дорогие модели с платиной показывают данные от -200 до +750°С, доступные приборы делают из меди (от -50 до +180°С). Механические. Для получения данных они учитывают деформации спирали из металла, их дополняют стрелкой, поэтому есть сходство со стрелочными часами. Отличаются прочностью и могут размещаться на панелях приборов. Волоконно-оптические. Эта категория оборудования имеет отклонения до 0,1°С и измеряет показатели до +400°С. Для работы используется натянутое оптоволокно, оно реагирует на изменения сжатием или расширением. Поскольку сквозь него проходит луч света, выполняется его преломление и фиксация оптическим датчиком. Он сопоставляет преломление и температуру среды. Термоэлектрические. Оснащены двумя проводниками для физического измерения температуры (эффект Зеебека). Точность высокая – 0,01°С, а диапазон от -100 до +2500°С. Актуальны при необходимости получения высоких показателей, чаще от 1000°С. Инфракрасные. Эта категория оборудования изобретена недавно и обеспечивает диапазон от +100 до +3000°С. Обеспечена возможность измерений без контакта со средой. Оборудование направляет инфракрасный луч на измеряемую поверхность, отражая показатели на экране. Недочетом этой категории устройств является отсутствие предельной точности, поэтому возможны ошибки на несколько градусов. Используются для проверки нагрева заготовок из металла, корпуса двигателей и так далее. Также они могут вывести показатели открытого пламени.
Анализ технического задания
Целью данной работы является проектирование датчика мгновенных температур в диапазоне от 0 до 100°С. Рассмотрим принцип работы данного устройства спроектированного на микросхеме PIC16F84A представленной на рисунке 1. Рисунок 1. Датчик мгновенных темп...
Открыть главуВыбор и обоснование элементной базы
Выбор элементной базы осуществляется с учетом следующих основных требований: соблюдение климатических режимов работы устройства; обеспечения минимальных массогабаритных показателей устройства; адаптация под поверхностный монтаж, надежность элементов;...
Открыть главуРасчет размеров печатной платы
Расчет площади печатной платы осуществляется исходя из габаритных размеров компонентов, устанавливаемых на нее. Сводные данные с размерами компонентов представлены в таблице 12. Таблица 12. Наименование Кол-во Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Вес, г. ...
Открыть главуТепловой расчет
При выборе системы охлаждения используются следующие исходные данные: - тепловой поток, рассеиваемый поверхностью теплообмена (корпуса) конструкции Р, Вт; - площадь поверхности теплообмена (корпуса) Sк , м2; - допустимая рабочая температура наимен...
Открыть главуЗаключение
В результате выполнения данной работы были рассмотрены типы измерительных приборов и их классификация. Проведен анализ используемой элементной базы и сделан вывод о ее пригодности для проектирования датчика мгновенных температур (диапазон от 0 до 100). Были проведены расчеты, касающиеся конструкторской части: Тепловой расчёт; Расчёт размеров печатной платы По результатам расчетов были сделаны выводы о выполнении условий вибропрочности, надежности, теплового режима работы, правильности работы блоков схемы, в результате которых мы имеем расчетное значение.
Список литературы
Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности.- Мн.: Дизайн ПРО, 1998. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств – М.: Додека-XXI, 2007г. Зайцев А.К. Методическое пособие к проведению занятий по курсу «Теоретические основы конструирования и надежности» 2003г. Проектирование маршрутных и операционных технологических процессов. Метод. пособие к курсовому проекту, Детюк В.И., М., МГТУ, 1991г. Романычева Э.Т. «Разработка и оформление конструкторской документации РЭА» – М.: Радио и связь, 1989. Справочник Допуски и посадки т.1 – Ленинград «Машиностроение» 1982г. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования. Под ред. Р. Г. Варламова. М.: Сов. радио, 1980. Тимонин А. С. Инженерно-экологический справочник. Т.1. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2003 Тицше У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехнике. Т.2. – М.: ДМК Пресс, 2007 Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника – СПб.: БХВ – Петербург, 2005г. Шахнов В.А. Конструкторско – технологическое проектирование электронной аппаратуры – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002г. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники т.2 – М.: «Мир» 1993 г.
