Курсовая работа: Разработка измерителя потока жидкости

Таблица 5.6.1. Программируемый счётчик

Таблица 5.6.2. Выбор входов и коэффициента деления счётчика

Таблица 5.6.3. Рабочие состояния счётчика ИС К564ИЕ15.

Микросхема представляет собой программируемый счётчик-делитель с коэффициентом деления №3…21327 с дискретом, равным единицы.

Счётчик может работать в двух режимах деления и однократного счёта. Режим деления представляет собой режим, когда на выходе образуются импульсы с частотой fвх/N и длительностью, соответствующей периоду поступающей частоты fвх. Режим однократного счёта представляет собой режим, когда после поступления на вход запрограммированных N импульсов на выходе микросхемы появляется сигнал высокого уровня, не меняющийся с приходом последующих тактовых импульсов.

Микросхема состоит из четырёх счётных секций: основной считывающей, состоящей из подсекции модуля и остатка и подсекции тысяч, секции единиц, секции десятков и секции сотен. Каждая секция представляет собой четырёхразрядный счётчик с предварительной установкой, работающей на вычитание.

Работа микросхемы описывается следующим выражением:

(5.6.1)

Где N‑коэффициент деления, М-модуль устанавливаемый по входам Ka, Kb, Kc; P1‑множитель тысяч, устанавливается входами J1‑J4; P2, P3, P4 – множители сотен, десятков, единиц, каждый устанавливается соответствующей четвёркой входов J13‑J16, J9‑J12, J5‑J8; P5‑остаток, устанавливаемый входами J1‑J4.

Модуль М предназначен для быстрого ступенчатого изменения частоты в 10; 12,5; 20; 25; и 50 раз и может принимать значения соответственно 2, 4, 5, 8, 10. Числа Р1‑Р4 могут быть представлены как в десятичной, так и в шестнадцатеричной системе счисления. При задании этих чисел десятичным кодом наибольший коэффициент деления N=15999. Для ввода в микросхему числа Р1‑Р5 должны быть представлены в двоичном коде. Микросхему можно представить как два последовательных вычитающих счётчика. Первый счётчик (подсекция модуля и остатка) осуществляет деление на М, второй делит импульсы частоты fвх/M на число, равное выражению в скобках.

С началом счёта в подсекцию модуля и остатка вводится число, равное модулю, и в ходе счёта на выходе подсекции возникают импульсы с частотой fвх/M, пока не окончится счёт вторым счётчиком, что имеет место, когда текущее число станет равным 1. В это время происходит перезапись исходного числа N во все разряды счётчика, после чего начинается новый цикл счёта.

Для установки микросхемы в исходное состояние необходим режим предварительной установки Kb=Kc=0 не менее трёх полных периодов тактовой частоты.

Коэффициент деления делителя частоты при последовательном включении выбранных микросхем определится из соотношения , где и – коэффициенты деления частоты для первой и второй последовательно включенных микросхем, определяемые соотношением:

Примем тогда

Распишем коэффициенты . Из выражения 5.6.3 для получения необходимых величин и :

М1=5; р1.1=2; р2.1=0; р3.1=0; р4.1=0; р5.1=0;

М2=2; р1.2=0; р2.2=3; р3.2=0; р4.2=0; р5.2=0;

Исходя из полученных коэффициентов согласно таблицам 5.6.2 и 5.6.3, определим состояния установочных входов для обеих микросхем:

Для создания уровня логического нуля вывод микросхемы необходимо соединить с общей шиной, а для создания уровня логической единицы вывод микросхемы следует подключить к источнику питания через резистор сопротивлением 10 кОм.

Выбор датчика скорости потока жидкости.

В качестве датчика скорости потока жидкости, удовлетворяющему техническому заданию, используем датчик объёмного расхода жидкости турбинный типа ДОРТ‑3 [7]. Схематическая конструкция датчика изображена на рис. 5.7.1:

Рис. 5.7.1 Схематическая конструкция датчика

Он состоит из трубы из немагнитного материала, по которой протекает жидкость. В трубе расположена на оси турбинка с несколькими магнитными лопастями, а с наружи трубы располагаются герконовые контакты. При прохождении магнитной лопасти рядом с герконом контакт замыкается. Таким образом, чем больше скорость потока жидкости, тем больше частота вращения турбинки, и тем больше частота замыканий герконовых контактов.

Расчёт поверочного устройства.