Цифровые измерители времени
Описание базового микроконтроллера
Стек
Проверка условия и переход
Программа PIC-контроллерного устройства измерения временных велечин сигналов
Выбор и обоснование элементов
Описание используемых транзисторов
Описание используемых диодов
Значение коэффициента развертки: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 50 мкс/дел.; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 50 мс/дел
Алгоритм поиска неисправности
Расчет затрат на основные материалы
Построение графика безубыточности
Навигация
Цифровые измерители времени
Разработка PIC-контроллера устройства измерения временных величин сигналов
67774
знака
17
таблиц
7
изображений
1.1.2 Цифровые измерители времени
Интервал времени Тх измеряется цифровым хронометром (рисунок 1.2 а) путем сравнения с интервалом NT0. Для снижения погрешности необходимо уменьшение Т0, т. е. повышение скорости счета импульсов счетчиком. Максимальная скорость прямого счета счетчиками импульсов достигает 109 имп/сек, однако у большинства серийных счетчиков импульсов не превышает 107 имп/сек.
Снижение погрешности измерения интервала Тx возможно не только путем уменьшения T0 т. е. ступени квантования, но и путем уменьшения погрешностей d1t и d2t, возникающих при квантовании интервала времени Тх
1.1.2.1 Цифровой хронометр с генератором нониусных импульсов
Схема цифрового хронометра с генератором нониусных импульсов состоит из генератора квантующих импульсов с периодом Т0 (рисунок 1.1 б),
ключа К1 управляемого старт- и стоп-импульсами, схемы совпадения СС и ключа K2, который открывается стоп-импульсом и закрывается импульсом на выходе СС, и генератора нониусных импульсов ГНИ с периодом:
TН = T0 (1.1)
где
n — номинальный отсчет счетчика СИ2 (обычно равен 10).
Генератор ГНИ запускается стоп-импульсом, и импульсы с периодом Тн поступают на схему совпадения СС и через открытый стоп-импульсом ключ К2 на СИ2. На второй вход схемы совпадения непрерывно поступают импульсы Т0. В момент совпадения импульсов Т0 и Тн срабатывает СС и закрывает рлюч К2,поступление импульсов Тн на СИ2 прекращается.
Уравнение связи между d2t и числом импульсов N2, поступивших на счетчик СИ2, находим из равенства:
N2Tн = (T0 - d2t) + T0(N2 - 1) (1.2)
После подстановки находим:
d2t = N2T0/n (1.3)
Тогда измеряемый интервал Тх определяется по сумме отсчетов обоих счетчиков импульсов:
Tx = N1T0 + d2t = N1T0 + N2T0/n (1.4)
Следовательно, если d1t = 0, то погрешность от дискретности уменьшается в n раз.
Известны хронометры с нониусным генератором импульсов с погрешностью измерения, равной 10-9 сек.
1.1.2.2 Цифровой хронометр с линией задержки импульсов
Схема этого прибора (рисунок 1.2 в) состоит из генератора квантующих импульсов ГКИ, счетчика импульсов СИ, цифрового отсчетнрго устройства ЦОУ, преобразователя кода ПКК, линии задержки Л3 с N2н выходами и N2н схем совпадения СС. Каждый квантующий импульс Т0 поступает на ЛЗ, и через интервалы Т0/ N2н на соответствующих выходах ЛЗ появляются выходные импульсы. К каждому из N2н выходов ЛЗ подключена схема совпадения. На вторые входы всех СС поступает стоп-импульс. До прихода стоп-импульса все СС закрыты, в момент прихода стоп-импульса открывается та схема СС, на которой совпадают во времени импульс с периодом повторения Т0/ N2н и стоп-импульс, тогда:
d2t = N2T0/ N2н (1.5)
где
N2н — номер выходного канала линии задержки, к которому подключена сработавшая схема совпадения.
В преобразователе кода входной импульс от этой схемы совпадения по каналу N2 преобразуется в код управления младшей декадой цифрового отсчетного устройства.
Измеряемый интервал Тх равен:
Тх = N1T0 + d2t = N1T0 + N2T0/ N2н (1.6)
где
N2н — число секций линий задержки (обычно равно 10);
N2 — отсчет младшей декады ЦОУ;
N1 — отсчет остальных декад ЦОУ.
Известны схемы цифровых хронометров, в которых для измерения d1t и d2t последние преобразуются в амплитуды импульсов напряжения, числовое значение которых определяется амплитудным анализатором.
1.2 Разработка структурной схемы устройства
Ссылаясь на рассмотренные методы и структуры аналогичных устройств, можно сказать, что основой прибора должен быть микроконтроллер, как ядро, где происходит обработка входной информации, а также индикация, на которой отображается информация в удобном для оператора виде.
Так как устройство стационарное, работающее в лабораторных условиях, то есть необходимость разработать источник питания.
Для достаточной чувствительности устройства необходимо применить усилитель–формирователь. Тогда устройство имеет вид (рисунок 1.3).
рисунок 1.3
Принцип работы структуры заключается в следующем. На вход устройства поступает сигнал с внешнего источника. Благодаря усилителю–формирователю происходит усиление сигнала и преобразование в удобную для счета форму. Преобразованный сигнал поступает в PIC через порт и благодаря ПО происходит обработка входного сигнала в виде временной величины, что в свою очередь выводится через порт на индикацию.
Похожие работы
... информации о количестве полученной потребителем или выработанной производителем тепловой энергии, температуре, давлении, объеме (массе) теплоносителя и о времени работы в открытых и закрытых водяных системах теплоснабжения при давлениях до 1,6 МПА (16 кгсм2) и температурах до +150 °С. Область применения - теплоэнергетика, системы коммерческого учета расхода горячей воды и тепловой энергии, ...
... САПР Accel Eda (Рис. 5). Рис.5. Принципиальная схема электронного термометра в Accel EDA. Принципиальная схема электронного термометра приведена в Приложении Б. Выбор элементной базы основан на выборе элементов согласующихся с микроконтроллером. Основными элементами схемы являются термодатчики, которые хорошо согласуются с микроконтроллером. Термодатчики DS1820 имеют следующие технические ...
... перевернутый утюг или электроплитку. Плата погружается в расплав, а затем вынимается с одновременным удалением излишков припоя ракелем из твердой резины. 8 Смета затрат на устройство ввода аналоговой информации 8.1 Материалы и комплектующие В таблице 2 показаны затраты на приобретение материалов и комплектующих [10]. Таблица 2 Наименование Кол. Цена, руб. Сумма, руб. ...
... руб. Изготовление печ.платы 2 0,9 15,85 14,27 1,43 15,70 Сборка 4 1,18 20,19 23,82 2,38 26,20 Монтаж 4 2,46 20,19 49,67 4,96 54,63 Наладка 5 0,8 21,20 16,96 1,70 18,66 ИТОГО: 104,72 10,47 115,19 Таблица 4 Плановая канкуляция для зарядного устройства на микроконтроллере PIC12F675 Статьи затрат Сумма затрат (руб.) Обоснование Расчета 1.Сырье и ...
0 комментариев