Блок измерения вибрации и температуры
Введение
В данной работе предстоит разобрать конкретные примеры реализации различных блоков измерения. Определить их основные параметры и требования, предъявляемые к таким устройствам. Разобрать конструкторские и технологические особенности уже существующих устройств и составляющих их частей. После сбора и анализа полученных данных произвести выбор наиболее оптимального, конкурентно способного, и технически универсального способа реализации поставленной задачи. По возможности произвести реализацию реального устройства для проведения испытаний на соответствие требованиям поставленной задачи.Целью проекта является разработка и исследование электронного блока измерения вибрации и температуры.Блок измерения - это устройство осуществляющее измерение параметров температуры, давления, вибрации, уровней жидкости, влажности и других переменных. Они могут применяются как самостоятельное устройство, так и в составе блока управления.
Содержание
Введение.......................................................................................................... 5
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И АППАРАТОВ...................... 6
1.1 Суть и методы измерения температуры.................................................... 8
1.2 Суть и методы измерения вибрации....................................................... 16
1.3 Выводы.................................................................................................... 18
2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ................................................. 20
2.1 Определение основных технических и конструкторских решений........ 20
2.2 Выводы.................................................................................................... 22
3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ............................................... 23
3.1 Выбор датчика температуры................................................................... 24
3.2 Выбор датчика вибрации........................................................................ 25
3.3 Выводы.................................................................................................... 26
4 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ... 27
4.1 Разработка DC-DC преобразователя и выбор его элементной базы..... 27
4.2 Определение основных электрических параметров датчиков................ 37
4.3 Выбор микроконтроллера....................................................................... 39
4.4 Выбор мультиплексора............................................................................ 41
4.5 Синтез электрической схемы устройства................................................ 44
4.6 Выводы.................................................................................................... 44
5 Разработка функционального алгоритма................................................... 45
5.1 Анализ и разработка ПО......................................................................... 45
6 РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ....................................................... 48
6.1 Создание элементной базы...................................................................... 48
6.2 Создание посадочных мест..................................................................... 53
6.3 Компоновка печатной платы................................................................... 56
6.4 Трассировка............................................................................................. 57
6.5 Вывод....................................................................................................... 57
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ...................................... 58
7.1 Назначение и функции блока измерения вибрации и температуры характеристика его покупателей (пользователей)..................................................................... 58
7.2 Расчет затрат на разработку и производство блока измерения.............. 59
7.3 Расчет отпускной (розничной) цены системы блока измерения и годовой чистой прибыли от его производства и продажи..................................................... 66
7.4 Расчет интегральных показателей экономической эффективности инвестиций в проект по разработке, производству и продажам блока измерения........................ 68
7.5 Вывод....................................................................................................... 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................. 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................................... 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев А.Г., Войшвилло Г.В. Операционные усилители и их применение. – М.: Радио и связь, 1989. – 120 с.: ил. – (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1130).
2. Берков В.И. Технические измерения. – М.: Высшая школа, 1983. – 138с.
3. Дробот С.В. Электронные приборы и устройства. Практикум: учебное пособие для студентов вузов по специальности информатики и радиоэлектроники /С.В. Дробот, В. А. Мельников, В. Н. Путилин. – Мн.: БГУИР, 2009. – 256 с.
4. Епанчинцева О.М. Методы измерений и приборы. – Кемерово: ОАО “КЕМПК”, 2009. -304с., ил.
5. Конденсаторы: Справочник. – М.: Радио и связь, 1984. – 88 с., ил.
6. Лачин, В.И. Электроника / В.И. Лачин, Н.С. Савелов. – Ростов н/Д : Феникс, 2000. – 448 с.
7. Резисторы: Справочник/В.В. Дубровский, Д. М. Иванов, М.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. – 2 изд., перераб. и доп.-М.: Радио и связь, 1991.- 528 с.:ил.
Наиболее веской причиной, по которой на оборудовании устанавливаются, технические устройства (измерительные системы) для измерения вибрации является причина возможности раннего обнаружения и профилактики выхода из строя (разрушения) силовых установок.Средства измерительной техники, которые измеряют величины характеризующие вибрацию, называются виброметрами или акселерометрами.Применяемые в настоящее время датчики вибрации, как правило, имеют электрический выход. В качестве преобразователей перемещения в электрический сигнал используются омические, индуктивные, емкостные, электромагнитные, пьезоэлектрические, магнитострикционные, микросинные и другие типы преобразователей.Существует много других типов и конструктивных форм датчиков вибрации. Ограничиваясь рассмотрением приведенных типов датчиков, заметим, что один и тот же датчик может работать во всех трех диапазонах измерения (перемещения, скорости и ускорения). Выбор датчика определяется диапазоном частот вибраций. При измерении вибраций всегда участвуют три элемента: вибрирующее звено, исходное (не вибрирующее) звено и устройство для измерения движения вибрирующего звена относительно не вибрирующего. Очень часто исходное звено отсутствует. Обычно исходное (не вибрирующее) звено создается при помощи массы, которая может двигаться вдоль (или вокруг) оси измерения вибраций. Масса связывается с основанием прибора при помощи пружины и демпфера (рисунок 5).