Курсовая работа: Інформаційно-вимірювальна система тиску газу в газопроводі

в) низьке енергоспоживання.

Для реалізації інтерфейсу використаємо мікросхему ADM485 виробництва фірми AnalogDevices, умовне графічне позначення якої наведено на рисунку 3.9.

Рисунок 3.9 – Умовне графічне позначення мікросхеми ADM485

Параметри мікросхеми MAX485 наступні:

а) напруга живлення – 5 В;

б) струм споживання – 0,5 мА;

в) швидкодія – 2,5 Мбіт/секунду.

У схемі необхідно забезпечити гальванічну розв’язку між драйверами і приймачами інтерфейсу та джерелами даних. При відсутності її перевантаження на лінії може привести до виходу з ладу пристроїв підключення до шини.

Для забезпечення гальванічної розв’язки використаємо оптопару 4N35, схема підключення якої зображена на рисунку 3.10. Принцип роботи оптопари наступний. Коли через світлодіод оптопари протікає струм, він випромінює світло. Відповідно відкривається фототранзистор оптопари і через нього почаняє протікати струм. Фототранзистор включений як емітерний повторювач, відповідним навантаженням якого є резистор R3.

Рисунок 3.10 – Схема підключення оптопари

Отже, в даному розділі описані датчики тиску, розрідження, різниці тисків і температури та основні мікросхеми, що входять до електричної принципової схеми ІВС, такі, як мікроконтролер, АЦП, драйвер інтерфейсу RS-485.

4. Електричні розрахунки

Розрахуємо схему диференційного включення операційного підсилювача LM358, зображену на рисунку 3.7 для вимірювальних каналів різниці тисків та розрідження.

Вихідний струм датчика протікатиме через резистор R1, а вихідна напруга падатиме на резисторі R1, оскільки потенціал на інверсному вході дорівнюватиме 0 в наслідок того, що він з’єднаний з землею через великий вхідний опір операційного підсилювача.

.(4.1)

Звідси з формули 3.2 можна отримати вираз для визначення опіру резистора R4

(4.2)

Для схеми диференційного включення операційного підсилювача R1=R2, а R3=R4.

Оскільки діапазон вхідних напруг АЦП від 0 до 10 В, а діапазон вихідних напруг датчика SLP від 0 до 50 мВ, то необхідно забезпечити коефіцієнт підсилення рівний

.

Для датчика SLP вихідний струм згідно [5] становить 10 мА, а максимальна напруга – 50 мВ, тоді для схеми, що використовується у вимірювальному каналі розрідження

Ом.

Тоді опір резистора R4

Ом.

Для датчика 26 PCSMTдіапазон вихідних напруг від 0 до 150 мВ. Для підсилення сигналу датчика необхідно забезпечити коефіцієнт підсилення

.

Для датчика 26 PCSMT вихідний струм згідно [5] становить 10 мА, а максимальна напруга – 150 мВ, тоді для схеми, що використовується у вимірювальному каналі різниці тисків