Курсовая работа: Інформаційно-вимірювальна система тиску газу в газопроводі

в) сумарна похибка - 0,5%;

г) діапазон робочих температур – від – 40 до +85⁰ С.

Для вимірювання розрідження застосуємо датчик SLP компанії Honeywell, основні параметри якого наступні:

а) діапазон тисків – 0… 1 кПа;

б) вихідний сигнал – напруга у діапазоні 0…50 мВ;

в) сумарна похибка - 0,5%;

г) діапазон робочих температур – від – 40 до +85⁰ С[5].

Далі виберемо датчик температури. ТМР03/ТМР04 – сімейство датчиків з цифровим виходом включають в себе опорне джерело напруги, генератор, сігма-дельта АЦП, тактовий генератор. Принцип дії датчика полягає в наступному. Вихідний сигнал датчика квантується сігма-дельта модулятором першого порядку, який також відомий, як аналогово-цифровий перетворювач «з врівноважуванням заряду». Цей перетворювач використовує квантування з надлишком в часовій області і точний компаратор, які забезпечують 12-разрядну точність при досить малих розмірах схеми. Вихідний сигнал сігма-дельта модулятора кодується, використовуючи відповідну схему, яка дає на виході послідовний цифровий код у вигляді частотно-модульованого сигналу, зображений на рисунок 3.2. Даний сигнал досить просто декодується за допомогою будь-якого мікропроцесора, в значеннях температури в градусах Цельсія чи Фаренгейта, і завжди передається по одному проводу. Номінальна вихідна частота складає 35 Гц при +25°С і пристрій працює з фіксованою довжиною імпульсу Т1, яка складає 10 мс.

Рисунок 3.2 – Форми вихідного сигналу для TMP03/TMP04

Для того, щоб схематично зобразити мікросхему ТМЗ03 потрібно додатково приєднати на вихід мікросхеми паралельно резистор та керамічний конденсатор .

Схема підключення мікросхеми ТМР03 зображена на рисунку 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема підключення мікросхеми ТМР03

Виберемо мікроконтролер Atmega163/L компанії ATMEL, який є КМОП 8-бітним мікроконтролером, побудованим на розширеній AVR RІSC архітектурі. Використовуючи команди, що виконуються за один машинний такт, контролер досягає продуктивності в 1 MІPS на робочій частоті 1 МГЦ, що дозволяє розробнику ефективно оптимізувати споживання енергії завдяки вибору оптимальної продуктивності. AVR ядро сполучає розширений набір команд із 32 робочими регістрами загального призначення. Усі 32 регістра з'єднані з арифметико-логічним пристроєм, що забезпечує доступ до двох незалежних регістрів при виконанні команди за один машинний такт. Завдяки обраній архітектурі досягнута найвища швидкість коду, і відповідно висока продуктивність, у 10 разів переважаюча швидкість відповідного CІSC мікроконтролера.

Умовне графічне позначення мікроконтролера ATmega163/L наведене на рисунку 3.4.

Рисунок 3.4 – Умовне графічне позначення мікроконтролера ATmega163/L

ATmega163/L містить 16 Кбайт FLASH-пам'яті, 512 байт EEPROM, 1024 байт SRAM , 32 лінії входів-виходів, 32 робочих регістра, три гнучких таймери-лічильника з модулем порівняння, внутрішні і зовнішні переривання, послідовний програмувальний інтерфейс UART, 10-бітний АЦП, Watchdog-таймер із внутрішнім генератором.

Виберемо аналого-цифровий перетворювач AD7880 для перетворення вихідної напруги датчиків тиску в цифровий код. AD7880 – 12-розрядний АЦП фірми Analog Devices, який має наступні характеристики:

а) напруга живлення - +5В;

б) струм споживання – 7 мА;

в) діапазон вхідної напруги – 0…+10В;

г) вхідний опір – 10 МОм;

д) інтегральна нелінійність – 1;

е) диференційна нелінійність – 1;

є) тактова частота – 2,5 МГц.

Умовне графічне позначення АЦП AD7880 наведене на рисунку 3.5.