1. Наименование изделия, назначение и область применения.
1.1 Наименование: избыточного давления.
1.2 Назначение и область применения: для измерения избыточного давления газов, жидкостей.
2. Основания для разработки:
Задание на курсовую работу по дисциплине «Теория измерений» согласно учебному плану специальности 200101 «Приборостроение».
3. Цель разработки:
Целью разработки является практическое приложение вопросов «Теории измерений» к задачам системо-технического проектирования измерительных устройств.
4. Источники разработки:
методические указания, информация, полученная в сети Интернет, техническая документация на изделия подобного назначения, данные патентных исследований.
5. Технические требования.
5.1. Состав изделия и требования к конструктивному устройству.
5.1.1 Состав изделия:
датчик измеряемой физической величины, преобразующий ее в электрический сигнал;
электронный блок, конструктивно объединяющий функциональные блоки, модули и т.п.;
средство отображения информации (отсчётного устройство);
элементы управления и сопряжения;
проводные линии связи, соединяющие датчик с электронным блоком.
5.1.2 Требования к конструктивному устройству:
Конструкция электрического блока должна строиться на принципах системы унифицированных типовых конструкций УТК по ГОСТ 20504-81.
Характеристики устройства:
Масса, не более, кг……………………………………………..2
Габаритные размеры, не более, мм…………………….........22×2
5.2. Показатели назначения:
Измеряемая физическая величина давление
Пределы измерения, МПа :
нижний…………………………………………………...0
верхний………………………………………………………………..0,25
Первичный преобразователь физической величины в электрический сигнал АЦП поразрядного уравновешивания
Метод измерения и его разновидность
Уравновешивания развертывающего
Базовая (прототипная) структура реализации
метода измерения АЦП поразрядного уравновешивания
Меняющимся условиям измерения
Итеративная коррекция
Дополнительные данные и требования к измерительной системе
1. Обратная связь должна охватывать цепь прямого преобразователя
от выхода до мостовой схемы.
2. наряду с текущими измерительными системами должна обеспечивать возможность измерения автокорреляционной функции случайного процесса.
5.3. Метрологические характеристики:
Предел основной допускаемой погрешности, не более,% ....... ±0.50
Класс точности…………………………………….0.06/0.04
Выходной код:
вид кода……………………………………двоичный нормальный
цена единицы младшего разряда....……………………10.8
разрешающая способность…...………………………....37
число разрядов……………………………………………6
Номинальная функция преобразования:………….. U=k *k *k (T)
где U- напряжение;
k1 – коэффициент преобразования термопары;
k2 – коэффициент преобразования исилителя;
k3 – коэффициент преобразования фильтра;
Т – температура.
Чувствительность аналогового канала, не менее, В/ºС 0.0125
Порог чувствительности, кг14
Предел допускаемой дополнительной погрешности
в пределах рабочих температур
на каждые 10 °С, не более, %.±0.45
5.4. Динамические характеристики:
Общая передаточная функция: К (р)общ= k (р)*k (р)*k (р).
где;
k1(р)– передаточная функция термопары;
k2(р)– передаточная функция усилителя;
k3(р)– передаточная функция фильтра;
Коэффициент демпфирования (степень успокоения) 0.8
Переходная характеристика.…………………………0.04
Время установления показаний, не более, с………………….0,11 с
5.5. Эксплуатационные характеристики:
5.5.1 Нормальные условия применения (по ГОСТ 22261-82):
Температура окружающего воздуха, С .20
Относительная влажность окружающего воздуха, %.30-80
Атмосферное давление, кПа/мм.рт.ст 84-106
Частота питающей сети, Гц 50
Напряжение питающей сети переменного тока, при частоте 50 Гц, В 220
Форма кривой переменного напряжения питающей сети синусоидальная
Коэффициент гармоник, не более, %..5
5.5.2 Рабочие условия применения
для группы 3 (по ГОСТ 22261-82):
Температура окружающего воздуха нижнее значение………..5
верхнее значение………………………………………………40
Относительная влажность окружающего воздуха………….90
Атмосферное давление, кПа/мм..рт.ст 84-106.7
5.6. Показатели надёжности:
Наработка на отказ, не менее, часов 1500
Средний срок службы до списания, не менее, лет.8
Среднее время восстановления, не менее, часов 2
5.7. Требования к безопасности:
Основные элементы конструкции, органы управления, средства защиты, безопасность ремонта, монтажа, хранения - по ГОСТ 12.2.003-91, ГОСТ 14014-91, ГОСТ 22251-89.
Требования безопасности, изложенные в методической литературе, а так же требования по электробезопасности по ГОСТ 12.1.019-79.
5.8. Показатели помехозащищённости, средства и методы поверки:
по ГОСТ 1014-82.
1.Датчик избыточного давления - СДВ-И-А
НПК ВИП предлагает линейку малогабаритных аналоговых датчиков избыточного давления СДВ-И-А. Датчики предназначены для измерения избыточного давления пара, газа, жидкости в современных автоматических системах управления и коммерческого учета. Новые конструктивно-технические решения, основанные на использование поликремниевых чувствительных элементов, обеспечивают высокие метрологические характеристики
Верхние пределы измерения (ВПИ) МПа: 0.25
Диапазон температур измеряемой среды °С: -50..+110;
Основная погрешность не более %: ±0.50, ±1.00, ±1.50;
Дополнительная погрешность не более %на 10°С для рабочего диапазона температур: ±0.45, ±0.60, ±0.75;
Выходной сигнал: 4-20 мА(2 пров.), 0.5-5.5 В (3-х и 4-х пров.);
Тип штуцера: М20х1.5, М12х1;
Тип электрического соединителя: Разъем 2РМД, DIN 43650;
Климатическое исполнение: УХЛ 3.1, У2;
Механическая устойчивость:- по ГОСТ 12997-84;- по ОСТ 32.146-2000 V3 MM1;
Степень защиты по ГОСТ14254-96: IP54, IP 65;
Номер технических условий: АГБР.406239.001 ТУ;
Сведения о сертификации: Внесены в Госреестр средств измерений,
№28313-04;
2. АЦП поразрядного уравновешивания
Отечественный промышленностью серийно выпускается несколько типов интегральных АЦП поразрядного уравновешивания: КР572П1В1А на 12 двоичных разрядов: КР1113ПВ1 на 10 разрядов АЦП серии К572ПВ1 выполнены по КМОП технологии с делителем на резисторной сетке R – 2R, подвержены действию статического электричества и не имеют встроенного тактового генератора. АЦП сери КР1113ПВ1 являются функционально полными устройствами, выполнены по биполярно – эпитаксиальной технологиями с делителями на весовых резистора, имеют встроенный тактовый генератор с частотой 300 … 400 кГц, встроенный источник опорного напряжения, построенный на тактовых ключах и обладают более высоким быстродействием. АЦП типа КР1113ПВ1 как однополярный, так и бипольный сигнал (10В и ± 5В). Выполнен он в корпусе имеющий 18 выводов.
Выпускаются так же гибридные АЦП поразрядного управления отличающиеся более высокой стабильностью и точность (например, АЦП типа Ф7088 на 14 двоичных разрядов с дифференциальной нелинейностью не превышающей 0,005%)
2.1 АЦП поразрядного уравновешивания, структурная схема
Рисунок: Структурная схема устройства.
1 – Входной буферный каскад
2 – Фильтр низких частот
3 – ПСЗ
4 – Устройство выборки хранения
5 – Устройство определения знака
6 – Сравнивающее устройство
7 – ЦАП
8 – РПП
9 – Блок выходных регистров
10 – Делитель частоты
11 – Внутренний генератор тактовой частоты
12 – разъем источника питания.