202289 (690117), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рисунок 1.11 – Габаритные размеры и схема подключения сенсоров

1.3 Промышленные устройства для дистанционного измерения температуры

На данный момент выпускается множество различных устройств для бесконтактного измерения температуры. Рассмотрим некторые из них:

• устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы CHY Firemate Co CHY 610L изображено на рис. 1.12. Характеристики устройства CHY 610L приведены в табл. 1.5.

Рисунок 1.12 – Внешний вид CHY 610L

Таблица 1.5 – Технические характеристики CHY 610L

• устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы CEM DT-8866 изображено на рис. 1.13. Характеристики устройства DT-8866 приведены в табл. 1.6.

Рисунок 1.13 – Внешний вид DT-8866

Таблица 1.6 – Технические характеристики DT-8866

• устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы АКИП АКИП-9301 изображено на рис. 1.14. Характеристики устройства АКИП-9301 приведены в табл. 1.7.

Рисунок 1.14 – Внешний вид АКИП-9301

Таблица 1.7 – Технические характеристики АКИП-9301

• устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы АКТАКОМ АТТ-2520 изображено на рис. 1.15.

Рисунок 1.15 – Внешний вид АТТ-2520

Технические характеристики пирометра АТТ-2520:

• диапазон измерений -50 … +500 °С;

• отключаемый лазерный маркер;

• оптическое разрешение 8:1;

• постоянная интенсивность излучения 0,95;

• разрешающая способность 0,2 °C;

• погрешность измерения ±5 °C (-50 ... -20 °C), ±1,5% (-20 ... +500 °C);

• индикация 2-х температур на дисплее;

• удержания текущего значения;

• максимальное, минимальное, среднее значение сохраняется в памяти;

• индикация температуры окружающей среды;

• расчет разности температур;

• автоотключение;

• индикатор разряда батареи;

• подсветка дисплея;

• питание 9 В («Крона»).

2 ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПОСТРОЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

Функциональная схема устройства для измерения температуры в удаленных точках приведена на рис. 2.1.

Устройство для измерения температуры в удаленных точках предназначенное для бесконтактного измерения температуры объектов, находящихся на расстоянии нескольких метров от датчика. В основе данного устройства лежит пирометрический датчик, который преобразует тепловое излучение объекта, представляющего собой электромагнитные волны различной длины, в электрическое напряжение. Таким образом рассматриваемое устройство должно обеспечить преобразования напряжения с выхода датчика в соответствующее значение температуры и отображение его на индикаторе. Используем датчик фирмы Banner Engineerihg M18TUP14Q, характеристики которого приведены в пункте 1.2. Зависимость выходного напряжения от датчика M18TUP14Q от температуры объекта приведено на рис. 2.2. Данный датчик имеет линейность 2 в диапазоне 0…50 ºC и 1 в диапазоне 50…300 ºC.

Рисунок 2.2 – Зависимость напряжения на выходе датчика от температуры объекта

Рассмотрим функционирование схемы устройства.

С выхода пироэлектрического датчика напряжение соответствующее температуре объекта поступает на ФНЧ, который предназначен для фильтрации помех. С выхода ФНЧ сигнал поступает на аттенюатор, с помощью которого выполняется калибровка устройства путем изменения коэфициента передачи. Далее сигнал поступает на согласующее устройство (СУ) предназначенное для подключения датчика к АЦП. С выхода АЦП сигнал поступает на вход микроконтроллера (CPU1). Микроконтроллер осуществляет пересчет кода соответствующего выходному напряжению датчика в температуру объекта.

Рассмотрим алгоритм работы микроконтроллера (CPU1). Блок-схема алгоритма работы микроконтроллера (МК) приведена на рис. 2.3. При нажатии кнопки ”Замер” на клавиатуре подключенной к порту Р1, МК через P0 проверяет наличие сигнала готовности АЦП. При поступлении сигнала готовность, в аккумулятор А МК записывается код с порта Р0. Далее МК производит процедуру сравнения содержимого аккумулятора А с кодом соответствующим напряжению на выходе датчика, при температуре объекта 50 ºC. В зависимости от результата сравнения в регистр МК Rn записываются соответствующие значения T₁, T₂, и . Где значения T₁ и T₂ соответствуют крайним значениям температуры линейного участка характеристики датчика, а и – значение кода, соответствующего темпере объекта T₁ и T₂. В случае, положительного результата сравнения T₁=0 °C и T₂ =50 °C. В случае, отрицательного результата сравнения T₁=50 °C и T₂ =300 °C. Далее МК пересчитывает значение кода полученного с АЦП в значение температуры объекта по формуле

где – значение кода полученного с АЦП;

– температура объекта.

Далее код соответствующий значению температуры объекта через порты Р2 и Р3 поступает на схему управления ЖКИ и интерфейс USB. Таким образом информация о температуре объекта поступает на отображение.

Рисунок 2.3 – Блок-схема алгоритма работы МК

Далее в аккумулятор А МК записывается значение кода с Р1. В случае нажатой кнопки ”Cтоп” на порты МК Р2 и Р3 продолжает поступать значение подсчитанной температуру объекта. В ином случае через порот Р2 на АЦП поступает сигнал сброса и цикл измерения повторяется.

Питание элементов схемы осуществляется от акумулятора напряжением 4,5 В с помощью DC – DC преобразователя. В качестве зарядного устройства (ЗУ) используется готовый нестабилизированный сетевой адаптер БПН 12-03 с выходным напряжением 12 вольт и током нагрузки 300 мА. С помощью супервизора контролируется заряд акумулятора.

Рассмотрим схему управления ЗУ. В основе схемы лежит микроконтроллер (CPU2). Вывод AIN контроллера является входом аналогового компаратора, с помощью которого контролируется состояние источника питания (ЗУ). Вывод ADC это вход АЦП, с помощью которого измеряется напряжение на аккумуляторе. Высокий уровень на выходе P0 включает цепь зарядки акумулятора. Высокий уровень на выходе P1 включает цепь разряда аккумулятора. Вывод P2 служит для индикации окончания заряда аккумулятора. Диод используется для защиты от неправильного подключения источника питания.

Рассмотрим алгоритм работы микроконтроллера (CPU2). Блок-схема алгоритма работы микроконтроллера (МК) приведена на рис. 2.4. После подачи питания на микроконтроллер, происходит частичная инициализация внутренних устройств микроконтроллера (порт ввода/вывода, таймер, АЦП, компаратор и т.п.). Так же начинает светится светодиод VD5. Затем проверяется, в норме ли напряжение питания. Если напряжение в норме, то завершается инициализация и считывается значение статуса из энергонезависимой памяти (EEPROM) МК, чтобы узнать статус МК до отключения питания. Далее, проверяется, установлена ли аккумуляторная батарея в зарядное устройство. Для этого измеряется напряжение на аккумуляторной батарее. Если оно больше, чем 0,5 вольта, то считается, что батарея установлена. Если в момент включения питания батарея находилась в зарядном устройстве, то работа продолжится в соответствии с тем состоянием, которое было записано в энергонезависимую память.

Рисунок 2.4 – Блок-схема алгоритма работы МК

Характеристики

Список файлов курсовой работы