Навигация
Розробка цифрового термометру
14679
знаков
3
таблицы
6
изображений
Розробка цифрового термометру
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
Назва курсової роботи - Цифровий термометр
Вихідні дані: фізична величина – температура;
діапазон вимірювання від 300 до 2100 оК ;
похибка – 0,5%;
тип засобу вимірювання – цифровий термометр;
тип вимірювального перетворювача – п’єзо;
тип АЦП – цифровий частотомір середніх значень;
Зміст графічної частини: функціональна схема цифрового термометра
Зміст пояснювальної записки: вступ, огляд первинних перетворювачів вимірюваної фізичної величини, розробка структурної схеми АЦП, розробка функціональної схеми цифрового термометра, висновки, література, додаток.
ВСТУП
В число величин, одиниці яких покладені в основу Міжнародної системи одиниць СІ, входить також термодинамічна температура, яку позначають символом Т і виражають в кельвінах (позначення К). Найменування дано по імені англійського вченого В.Кельвіна (1824-1907).
Кельвін – одиниця термодинамічної температури – 1/273,16 частина термодинамічної температури тройної точки води.
Кельвін як одиниця температурного інтервалу дорівнює 1/273,16 частини інтервалу термодинамічної температури між абсолютним нулем і тройною точкою води.
Тройна точка води – точка рівноваги води в твердому, рідкому і газоподібному стані.
В термодинамічній температурній шкалі нижньою межею являється абсо-лютний нуль температури (0 К) і основною реперною точкою – тройна точка води (273,15 К). Позначається Т. Вважається, що при такій температурі припи-няється тепловий рух частинок, з яких складається тіло.
Абсолютний нуль за міжнародною шкалою дорівнює –273,15 оС (Цельсія).
Цельсій А. (1701-1744) – шведський астроном і фізик, який запропонував температурну шкалу, в якій 1 градус (1 оС) дорівнює 1/100 різниці температур кипіння води і танення льоду при атмосферному тиску. Позначається t oC.
Температурні шкали Кельвіна і Цельсія пов’язані формулою
Т = (273,15 + t)K.
1. ОГЛЯД ПЕРВИННИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ВИМІРЮВАНОЇ ФІЗИЧНОЇ ВЕЛИЧИНИ
1.1 Державні еталони температур
Для точного здійснення термодинамічної температурної шкали викорис-товують еталонні газові термометри.
Азотний газовий термометр постійного об’єму створений для визначення термодинамічної температури деяких реперних точок. Прилад має платиноіридієвий резервуар місткістю 0,2 дм3 і призначений для роботи в області високих температур. Відношення вредного об’єму термометра до місткості робочого резервуару складає 0,02.Тиск газу вимірюється ртутним манометром. Похибка вимірювання термодинамічної температури в точці плавлення льоду ±0,013 К, в точці плавлення золота ±0,2 К.
В інших газових термометрах для вимірювання температур від 90 до 1373К використовується спеціально розроблена роздільна камера, яка являє собою нульовий мембранний манометр, похибка якого не перевищує ±0,13 Па. Використання роздільної камери дає газовому термометру ряд метрологічних переваг, основні з яких – захист робочого газу від забруднення ртуттю і забезпечення умов для підвищення точності основного манометра газового термометра. В газовому термометрі використовуються кварцеві резервуари, заповнені чистим азотом. Похибка вимірювання термодинамічної температури газовим термометром в точці плавлення цинку ± 0,02 К.
Державний первинний еталон одиниці температури – кельвіна – в діапазоні температур 273,15 – 2800 К складається із комплекса засобів вимірювання, до якого входять:
а) апаратура для здійснення реперних точок: тройної точки води, точки кипіння, точки затвердіння олова, точки затвердіння цинку, точки затвердіння срібла, точки затвердіння золота;
б) платинових термометрів опору, температурних ламп і фотоелектричної апаратури.
Похибка еталону складає від 0,0002 К в тройній точці води до 0,1- 0,4 К в області високих температур.
В діапазоні від 630,74 до 1064,43 оС еталоном служить платино-платинородієва термопара.
Температуру вище 1064,43 оС визначають із співвідношення спектральної енергетичної яркості випромінювання абсолютно чорного тіла при даній температурі до спектральної енергетичної яркості випромінювання при тем-пературі застигання золота при тій же довжині хвилі.
1.2 Термоелектричні перетворювачі
Термоелектричними перетворювачами є термопари.
Термопара – термочутливий елемент в пристроях для вимірювання температури, системах управління і контролю. Складається з двох послідовно з’єднаних (спаяних) між собою різнорідних провідників або напівпровідників. Якщо спай знаходиться при різних температурах, то в колі термопари виникає термое.р.с., величина якої однозначно пов’язана з різницею температур “гарячого” і “холодного” електродів. Вільні кінці термоелектродів підмикають до вимірювального приладу або до підсилювача напруги.
Для вимірювання термое.р.с., яку розвиває термопара, в її коло вмикають вимірювальний прилад. На рисунку 1.1 зображено основні схеми увімкнення термопар. Найчастіше застосовують схему, зображену на рисунку 1.1,а. Диференціальну термопару використовують для вимірювання різниці темпе-ратур (рисунок 1.1,б).
Діапазон вимірювання температур термопарами: від температур близьких до “абсолютного нуля” до кількох тисяч градусів.
а) б)
Рисунок 1.1 – Схема увімкнення вимірювального приладу в холодний
спай а) і диференційна схема б)
Похожие работы
... є нелінійною (рисунок 2.3). d d =F(Ux). Ux Рисунок 2.3 – Залежність похибки квантування від вхідної величини 3 РОЗРОБКА ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА Виходячи з аналітичного огляду вимірювальних перетворювачів температури (див.розділ 1) та умови завдання на розробку (точність вимі ...
... як специфічністю послуг як товару, так і вельми широким спектром самих послуг як предмета міжнародної торгівлі. По-четверте, не виявлено фірм, які б мали цілком стандартизований міжнародний комплекс маркетингу. Тож можна стверджувати, що поділ комплексів на адаптовані та стандартизовані є суто теоретичним: на сьогодні маркетингові комплекси міжнародних фірм є комбінованими, такими, що поєднують ...
... чено раніше, якщо вибрати правильний напрямок поширення хвилі, можна створити бездротової датчик температури. Середовище поширення міняється разом з температурою, впливаючи на дані на виході. Нижче наведені деякі найбільш загальні способи застосування датчиків акустичних хвиль. Термодатчик будується на термозалежності швидкості поверхневих хвиль, яка визначається напрямком і типом кристалічного ...
... радіоактивні ізотопи (цезій, стронцій); мікотоксини (афлатоксин В1, М1, патулін, охратоксини тощо); антибіотики; залишки мийних та дезінфікувальних засобів. Маючи на меті виробництво безпечних харчових продуктів необхідно знати шляхи контамінації продовольчої сировини та готової продукції шкідливими речовинами та загальні принципи профілактики. Основними шляхами забруднення сировини та харчових ...
0 комментариев