Система измерений, обработки и регистрации постоянного напряжения

Расчет структурной схемы для измерения постоянного напряжения. Микросхема MAX232. Матричная клавиатура. Расчет делителя напряжения. Преобразователь импеданса. Расчет аналого-цифрового преобразователя и микропроцессора с индикацией, суммарной погрешности.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет Украины

"Киевский политехнический институт"

Кафедра информационно измерительной техники

Курсовой проект

По дисциплине: Измерительные системы

На тему: « Система измерений, обработки и регистрации постоянного напряжения»

Разработчик:

Трондина Н.А

студентка 4 курса,

Руководитель: Карпа В.М.

Киев 2014

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Обзор аналогичных решений

3. Описание и разработка структурной и функциональной схем

3.1 Расчет структурной схемы для измерения постоянного напряжения

3.2 Разработка функциональной схемы

3.3 Микросхема MAX232

3.4 Матричная клавиатура

4. Описание и расчет принципиальной схемы

4.1 Расчёт делителя напряжения

4.2 Преобразователь импеданса

4.3 Расчет усилителя AD2

4.4 Расчет аналого-цифрового преобразователя

4.5 Расчет микропроцессора с индикацией

5. Расчёт погрешностей

5.1 Расчёт мультипликативной составляющей погрешности

5.2 Расчёт аддитивной составляющей погрешности

5.3 Расчёт суммарной погрешности

Вывод

Список использованной литературы

Приложения

1. ВВЕДЕНИЕ

Разрабатываемая система предназначена для измерения заданного параметра, а также для временной и пространственной регистрации результатов измерения.

Кроме того система должна осуществлять контроль измеряемого параметра на превышение или понижения от заданного уровня. Для этого в системном блоке предусматривается подключение встроенной клавиатуры для обеспечения заданных режимов работы. В системном блоке также предусматривается наличие последовательного интерфейса для передачи результатов измерения на персональный компьютер для хранения и обработки. Основным же модулем в системном блоке является мультиметр, который обеспечивает основные технические характеристики системы. Поэтому мультиметру и будет посвящена основная часть пояснительной записки.

Мультиметр -- электронный измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей. Наиболее простые цифровые мультиметры имеют разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 и выше. Точность последних сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. В общем случае точность таких приборов может превышать 0,01%, несмотря на портативное исполнение.

Разрядность цифрового измерительного прибора, например, «3,5» означает, что дисплей прибора показывает 3 полноценных разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 разряд -- с ограниченным диапазоном. Так, прибор типа «3,5 разряда» может, например, давать показания в пределах от 0.000 до 1.999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое). Количество разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.

В некоторых мультиметрах доступны также функции:

· прозвомнка -- измерение электрического сопротивления со звуковой (иногда и световой) сигнализацией низкого сопротивления цепи (обычно менее) ;

· генерация тестового сигнала простейшей формы (гармонической или импульсной) -- как своеобразный вариант прозвонки;

· тест диодов -- проверка целостности полупроводниковых диодов и нахождение их «прямого напряжения»;

· тест транзисторов -- проверка полупроводниковых транзисторов и (как правило) нахождение их h_21э;

· измерение электрической ёмкости;

· измерение индуктивности (редко);

· измерение температуры, с применением внешнего датчика (как правило, термопара К-типа);

· измерение частоты гармонического сигнала.

2. ОБЗОР АНАЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Рассмотрим методы технических решений существующих цифровых мультиметров

Сравнительная таблица цифровых мультиметров

Название	M890G	M890C+	M890F	EM31	MS8201H	DT5808	MS8209	MY64
Цена	156	156	150	204	401	227	749	264
Макс значение	1999	1999	1999	2400	1999	1999	3999	1999
Вес, г	300	300	300	230	285	310	260	487
Точность, %	0.7	0.7	0.7	0.7	0,5	0.5	0,7	0,7
U_(пост. напр.), В	1000	1000	1000	600	1000	1000	600	1000
U~(перемен.), В	750	750	750	600	700	750	600	750
I_(пост. ток), А	20	20	20	10	10	20	10	10
I~(перемен.), А	20	20	20	10	10	20	10	10
Сопротивление	20 МОм	200 МОм	200 МОм	24 МОм	20 МОм	200 МОм	40 МОм	200 МОм
Емкость	20 мкФ	20 мкФ	20 мкФ	25 мкФ	20 мкФ	20 мкФ	200 мкФ	20мкФ
Температура	-40…1000	-40…1000	+	+	-20…1000	-40…1000 Другие файлы: Разработка методики выполнения измерений активного сопротивления электрическому току Методика выполнения измерений как технология и процесс измерений. Формирование исходных данных, выбор методов и средств измерений. Разработка документ... Стабилизатор постоянного напряжения Выбор и обоснование структурной и принципиальной схемы стабилизатора постоянного напряжения. Защита полупроводниковых стабилизаторов напряжения на осн... Разработка методики выполнения измерений переменного напряжения сложной формы на выходе резестивного делителя напряжения Выбор методов и средств измерений. Типовые метрологические характеристики вольтметра. Методика выполнения измерений переменного напряжения сложной фор... Схемотехника параметрических, линейных и импульсных стабилизаторов напряжения постоянного тока Схема ключевого преобразователя напряжения с импульсным трансформатором. Регулировка напряжения и тока через нагрузку. Схема управления обмотками тран... Система и методы измерений в метрологии Основные сведения о физических величинах, их эталоны. Система международных единиц, классификация видов и средств измерений. Количественные оценки пог...