Курсовая работа: Разработка измерителя потока жидкости
Поверочный генератор импульсов с точной выдержкой спроектируем на основе интегрального таймера типа КР1006ВИ1 [5].
Одна из распространенных схем автоколебательного мультивибратора приведена на рис. 5.8.1
Рис. 5.8.1 Автоколебательный мультивибратор.
До включения источника питания Е конденсатор был разряжен. После включения источника в первый момент конденсатор остаётся разряженным, и напряжение на нём, а следовательно, и на соединённых между собой контактах 2 и 6 интегрального таймера равно 0. При этом напряжение на контакте на контакте 2 (нулевое) оказывается меньше порогового уровня U1, компаратор DA2 включается, вырабатывая выходной сигнал, воздействующий на вход R триггера. На выходе триггера устанавливается сигнал логического нуля, на выходном контакте 3 интегрального таймера – сигнал логической 1, то есть с уровнем Е1. Выходное напряжение +Е1 начинает заряжать конденсатор Сt через резистор Rt с постоянной времени τ=RtCt (предполагается что выходное сопротивление инвертора DD1 существенно меньше Rt). Когда напряжение на С1 перейдёт пороговый уровень U1, компаратор DA2 выключится. Однако RS‑триггер останется в том же положении, так как сигнал на его установочный вход S ещё не поступил. Заряд конденсатора продолжается. Когда напряжение на конденсаторе Ct, а следовательно, и на контакте 6 таймера превысит уровень U2, включается компаратор DA1 и выходной сигнал с него поступает на вход S триггера и переключает его в состояние логической 1 на выходе. На контакте 3 интегрального таймера устанавливается логический 0 (E0). Конденсатор Ct начинает разряжаться через резистор Rt от напряжения U2 к уровню E0. Когда напряжение снизиться до U1, произойдёт очередное переключение выходного напряжения.
Графики напряжения на конденсаторе Ct и выходном контакте 3 интегрального таймера показаны на рис. 5.8.1
Считая, что длительность выходного импульса соответствует сигналу логической единицы на контакте 3, определим длительность выходного импульса. Учитывая экспоненциальный характер изменения напряжения на конденсаторе Ct при его зарядке, не сложно получить выражение:
Промежуток времени между выходными импульсами:
Для точной оценки периода колебаний используется выражение:
Времязадающий конденсатор выберем типа К10–170–25В‑0.047мкФ[4].
Из выражения 5.8.3 определим величину сопротивления времязадающего резистора:
В качестве времязадающего резистора выбираем подстроечный многообратный резистор с разрешающей способностью δR=0.1% типа СП5–2ВА‑0.5–24кОм±10% [4].
Выбор других логических микросхем
В качестве логических элементов «И» рис. 3.1 используем микросхему типа К561ЛА7 с последовательным включением элементов.
Для соединения измерителя с датчиком скоростью и питающем напряжением используем разъём типа ГРПМ[4].
5. Оценка погрешности измерения
Заданная точность измерения обеспечивается разрядностью счётчика импульсов. Поскольку генератор опорных импульсов спроектирован с использованием кварцевого резонатора, то погрешность измерения не превысит заданной точности.
Заключение
Разработанное устройство (измеритель скорости потока жидкости), предназначенное для контроля расхода жидкости в закрытых и открытых системах её циркуляции, позволяет измерять скорость потока жидкости в пределах от 1 до 100 м/с.
В целях обеспечения точности, надёжности работы устройства и его простоты, большинство узлов выполнено в интегральном исполнении. При этом суммарная погрешность измерения не превышает 2%.
Список литературы
1) В.А. Скворцов, А.В. Топор, Электронные цепи и микро – схемотехника. Часть II: Методические указания к курсовому пректу. – Томск ТУСУР, 2007. – 31 с.
2) Б.Л. Лисицын. Отечественные приборы индикации и их зарубежные аналоги: Справочник. – М.: Радио и связь, 1993–432 с.
3) Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов и др. – М.: Радио и связь, 1983. – 528 с.