Устройство измерения отношения двух напряжений

Содержание…………………………………………………………………….………………….

Введение…………………………………………………………………………………….……..

Innroduction…………………………………………………………………………………………

1 Обзор методов построения измерителей отношения………………………………..….

1.1 Анализ требований технического задания………………………………………….

1.2   Методы измерения отношения……………………………………….………………

1.2.2     Логарифмический метод……………………….……………………….………

1.2.3     Применение АРУ для нахождения отношения напряжений…………..…

1.2.4     Разносный метод нахождения отношения напряжения……………..……

1.2.5     Цифровой метод измерения отношения………………………….………...

1.3   Методы построения усилителей постоянного тока………………………………..

1.3.1     Дрейф нуля в усилителях постоянного тока…………………………………

1.3.2     Стабилизация точки покоя в транзисторных каскадах………………..…..

1.3.3 Дифференциальные каскады……………………………………………………

1.3.3     Усилители постоянного тока с преобразованием частоты

усиливаемых сигналов………………………………………………….………

1.4 Выводы…………………………………………………………………………………....

2 Разработка принципов построения измерителя отношений………………………….…

2.1 Функциональная схема………………………………………………………………….

2.2 Выбор типа микропроцессора………………………………………………………….

2.3 Оценка погрешности измерения отношения……………………………………..…

3 Разработка и расчет узлов принципиальной схемы……………………………………..

3.1 Коммутатор сигналов………...………………………………………………………….

3.2 Предварительный усилитель…………………………………………………………..

3.3 Усилитель с управляемым коэффициентом передачи…………………………...

3.4 Фильтр нижних частот……………………………………………………………….…..

3.5 Цифровой фильтр………………………………………………………………………..

3.6 Дискретное преобразование Фурье….……………………………………………...…

 4 Конструкторско-технологический раздел ………………………………………………....

4.1Анализ условий проектирования………...………………………………………..……

4.2 Выбор общей компоновки разрабатываемого устройства ………………………

4.3 Выбор параметров печатного монтажа блока аналоговой обработки …………

4.4 Разработка конструкции корпуса ………………………………………………..……

4.5 Выбор системы амортизации ………………………………………………………....

4.6 Расчет показателей надежности ………………………………….………………..…

4.7 Разработка технологии сборки печатного узла………………………………..……

5 Технико–экономическое обоснование …………………………………………….……….. .

5.1 Маркетинговые исследования ………………………………………………………….

5.2 Расчет капитальных и текущих затрат, связанных с разработкой

и изготовлением изделия ………….…………………………………………………….

5.3 Формирование цены ………………………………………..…………………………...

5.4 Расчет затрат при эксплуатации устройства измерения отношения напряжений на основе микропроцессорного вычислителя…………………..…..

5.5 Определение экономической эффективности ..…………………………………….

6 Охрана труда и окружающей среды ……………………………………….…….…………. .

6.1 Анализ условий труда при производстве устройства измерения

отношения напряжений на основе микропроцессора.……………………….………….

6.1.1 Освещение………………………….…………………………………………..

6.1.2 Шум и вибрация………………………………….…………………………….

6.1.3 Пожаробезопасность………………………………….………………………

6.1.4 Метеорологические условия……………….………………………………..

6.1.5 Эргономика и техническая эстетика…………..……………………………

6.1.6 Электробезопасность……………………………..…………………………..

6.2 Расчет зануления ………….………………………….………………………………….

6.3 Охрана окружающей среды……………………………..……..………………….……

 7 Гражданская оборона …………………………………………………….………………….. .

7.1 Оценка устойчивости производства измерителя отношения

напряжений при загрязнении радиоактивными веществами после

аварии на АЭС ……………………………………………………………….…………..

Выводы………………………………………………………….…………………………………..

Перечень ссылок……………………………………………….………………………………….

Приложение………………………………………………………………………………………..

1.1 Анализ требований технического задания

В данной работе требуется разработать микропроцессорный измеритель отношения напряжений, в основном предназначенный для использования в качестве прецизионного средства измерения при исследовании параметров СВЧ узлов. Разрабатываемый прибор призван заменить широко используемые для этих целей приборы В8-6, В8-7, которые в настоящее время морально устарели и их характеристики уже не обеспечивают современным требованиям. Кроме того разрабатываемый прибор может найти широкое применение в других областях, связанных с контролем относительных изменений параметров различных объектов, а также с контролем параметров технологических процессов.

Приборы В8-6 и В8-7 по своему принципу действия обеспечивают последовательное измерение отношения. Т.е. на один и тот же вход подается сначала больший сигнал, измерительный канал калибруется, а затем подается второй сигнал и только после этого измеряется отношение. Разрабатываемый прибор, в отличие от вышеуказанных, по своему принципу действия должен обеспечивать параллельное измерение отношения. Это значит, что у него должно быть предусмотрено два входа, на которые будут подаваться одновременно оба сигнала. При этом измерение отношения будет проводиться в автоматическом режиме в реальном масштабе времени. Такой подход позволяет увеличить производительность измерений и исключить процедуру калибровки при каждом измерении без потери точности.

В соответствии с техническим заданием разрабатываемый прибор должен обладать широким диапазоном измеряемых отношений: 60 дБ. Причем в этом диапазоне должна обеспечиваться высокая точность измерений. В связи с этим в работе необходимо рассмотреть различные способы измерения отношений, выбрать наиболее приемлемый в этом смысле и обеспечить его реализацию на соответствующей элементной базе.

 В соответствии с техническим заданием разрабатываемый прибор должен обладать широким динамическим диапазоном входных напряжений: 60 дБ. В связи с этим необходимо провести анализ способов расширения динамического диапазона входных сигналов, выбрать наиболее приемлемый и осуществить его реализацию. Последнее можно обеспечить усилителем с управляемым коэффициентом усиления.

Так как в соответствии с техническим заданием прибор должен измерять отношение сигналов постоянного напряжения, то в разрабатываемом приборе необходимо использовать усилитель постоянного тока. Усилителями постоянного тока называют усилители, усиливающие сколь угодно медленные электрические колебания. Так как усилитель постоянного тока усиливает как переменную, так и постоянную составляющие входного сигнала, при отсутствии сигнала на входе усилителя на его выходе должна отсутствовать как переменная, так и постоянная составляющие напряжения; в противном случае нарушится пропорциональность между выходным и входным напряжениями сигнала. Основной проблемой, которую следует решать при проектировании таких усилителей, – это уменьшение дрейфа нуля. Дрейф нуля, который присущ этому классу усилителей, может существенно повлиять на метрологические характеристики разрабатываемого устройства. Поэтому в данной работе необходимо провести анализ методов построения усилителей постоянного тока и методов борьбы с дрейфом нуля, выбрать и реализовать вариант, обеспечивающий требования технического задания.

В соответствии с техническим заданием минимальная величена входного сигнала Umin=10мкВ. При таком малом уровне сигнала на ряду с дрейфом нуля негативное влияние на результат измерения будут оказывать шумы. Поэтому для выполнения требований технического задания необходимо проанализировать возможные пути шумоподавления, выбрать и реализовать в проекте наиболее оптимальный вариант.

Похожие работы

Автоматизация измерений, контроля и испытаний

Скачать

104677

15

32

... с полезным сигналом помехам.. Итак, ЦИП наиболее полно удовлетворяют основным требованиям предъявляемым в настоящее время к измерительной аппаратуре, — высокая точность и быстродействие, автоматизация процессов измерения и обработки информации. Обобщенная структурная схема ЦИП показана на рис.25 Рис.25. Обобщенная структурная схема ЦИП В цифровом приборе измеряемая величина х ...

Согласующее устройство для измерения четырехполюсных радиоэлементов

Скачать

91544

61

24

... может быть определена в результате решения матричного уравнения Y = 2(K - Ko ) , (16) где -1 - знак обращения матриц К и Ко. 3.4  Методика измерения двух- и четырехполюсных радиоэлементов Для случая двухполюсника n = 1  (17) имеем i = 1; j = 0.  (18) Очевидно, что при условиях (17) - (18) имеем: 1) коэффициенты матриц Ко и К с ...

Методы измерения переменных токов и напряжений средней и низкой частоты

Скачать

30822

0

0

... , внешнее магнитное поле, частота измеряемого переменного тока. Электромагнитные приборы благодаря простоте, дешевизне и надежности широко применяют для измерения токов и напряжений в сильноточных цепях постоянного и переменного тока промышленной частоты (50 и 400 Гц). Большинство электромагнитных амерметров и вольтметров выпускают в виде щитовых приборов различных класса 1,5 и 2,5. Имеются ...

Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств

Скачать

179075

32

127

... (от передвижения источников загрязнения) 1180,48 Всего за год: 211845,25 10. Совершенствование системы электроснабжения подземных потребителей шахты Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств Основными задачами эксплуатации современных систем электроснабжения горных предприятий являются правильное определение электриче­ ...