Курсовая работа: Інформаційно-вимірювальна система тиску газу в газопроводі

Для забезпечення роботи АЦП в режимі постійного перетворення необхідно підключити до його входу CLKIN генератор прямокутних імпульсів на основі кварцового резонатора, схема якого подана на рисунку 3.6. При цьому необхідно, щоб частота кварцового резонатора F було більшою тактової частоти АЦП F_CLKIN .

Рисунок 3.6 – Схема генератора

Для підсилення сигналу датчиків тиску SLP та 26 PC SMT перед подачею їх на вхід АЦП використаємо операційний підсилювач. Оскільки аналого-цифровий перетворювач працює у діапазоні від 0 до + 10 В, то операційний підсилювач буде забезпечувати підсилення напруги у цьому діапазоні. Підсилювати вихідну напругу датчика FP2000 немає потреби, оскільки її діапазон співпадає із діапазоном вхідної напруги АЦП.

Для вирішення такої задачі можна використати сучасний швидкодіючий закордонний операційний підсилювач LM358. Технічні характеристики операційного підсилювача LM358 наступні:

а) напруга живлення – від 2,5 до 7,0 В;

б) струм спокою: 0,8 мА;

в) вхідний опір: 1000 МОм;

г) клас точності: 0,06.

Схема диференційного включення операційного підсилювача зображена на рисунку 3.7.

Рисунок 3.7 – Схема диференційного включення операційного підсилювача LM358

Вихідна напруга підсилювача ввімкненого за диференційною схемою буде дорівнювати підсиленій різниці напруг на його входах

,(3.1)

де – коефіцієнт підсилення операційного підсилювача;

– напруга на неінвертуючому вході підсилювача;

– напруга на інвертуючомо вході.

Коефіцієнт підсилення, при ввімкненні операційного підсилювача так, як це показано на рисунку 3.7, буде визначатись відношенням резистора R2 до резистора R1, тобто:

.(3.2)

Для забезпечення роботи датчиків необхідно гарантувати стабільне їх живлення. Для цього використаємо схему джерела живлення з використанням лінійного стабілізатора напруги МС7810 зображену на рисунку 3.8.

Рисунок 3.8 – Схема джерела живлення

У схемі використовується лінійний стабілізатор напруги МС7810, на виході якого підтримується стале значення напруги 10В. Ця напруга і використовується для живлення схеми приладу. У схемі використовуються також три електролітичні конденсатори С1, С3 та С5 ємністю 220 мкФ, призначені для того, щоб не пропускати низькочастотні складові у сигнальні кола, та три керамічних конденсатори С2, С4 та С6 ємністю 0,1 мкФ – для усунення високочастотних завад.

Для спряження ІВС з ПЕОМ згідно технічного завдання використаємо інтерфейс RS-485, призначений для обміну даними по симетричній лінії зв’язку. Основні параметри інтерфейсу:

а) лінія зв’язку – симетрична, екранована вита пара;

б) відстань передачі даних – 1200 м при використанні витої пари з поперечним перерізом проводу AWG24;

в) максимальна швидкість обміну даними – 10 Мбіт/секунду.

До основних переваг інтерфейсу можна віднести:

а) відносно низька собівартість мікросхем драйверів;