Разработка многоканальной измерительной системы

Содержание

        Введение……………………………………………………..…………….......4

1 Разработка и описание работы структурной схемы многоканальной измерительной системы………........................................................................5

2 Выбор датчиков ….…..............................................................................…..8

3 Разработка электрической принципиальной схемы……...…………...…..9

3.1 Разработка канала измерения переменного тока 0…10 А…......…...9

3.2 Разработка канала измерения постоянного  напряжения          
-5…+5 В …………………………………………………………….....….14

3.3 Разработка канала измерения постоянного  напряжения
-100…+100 мВ………………………..……………………………..…....16

3.4 Выбор коммутатора, АЦП и элементов обвязки и включение их в систему…………………..………………………………………………..18

3.5 Расчет схем коммутации электрических нагрузок……..…….....….21

4 Проверка согласований вход-выход……………………..…….……..…..28

Заключение……………………………………………………………….….32

Библиографический список………………………………….…..……..…...33

ПРИЛОЖЕНИЕ А (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) Многоканальная измерительная система. Схема электрическая структурная….……........…………...….....34

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) Многоканальная измерительная система. Схема электрическая принципиальная….…….……………........35

ПРИЛОЖЕНИЕ В (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) Многоканальная измерительная система. Перечень элементов….…….………………………………..….....36

Введение

Любой производственный процесс характеризуется большим числом изменяющихся параметров. Это может быть температура, давление, уровень жидкости, влажность, плотность, скорость, напряжение, сила тока и число контролируемых параметров может достигать нескольких сотен и даже тысяч.

Получение и обработка измерительной информации необходима не только для достижения требуемого качества продукции, но и организации производства, учета и составления баланса количества вещества и энергии. В настоящее время важной областью применения измерительной техники является автоматизация научно-технических экспериментов. Для повышения экономичности проектируемых объектов, механизмов и машин большое значение имеют экспериментальные исследования, проводимые на их физических моделях. При этом задача получения и обработки измерительной информации усложняется настолько, что ее эффективное решение становится возможным лишь на основе применения специализированных измерительно-вычислительных средств.

Такими средствами являются многоканальные измерительные системы, они являются системами параллельного действия, позволяющими измерять большое количество параметров, выдавать их на индикатор, либо передавать измеренные значения в систему управления, которая затем вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от полученных значений.

Преимуществом многоканальных измерительных систем является возможность использования стандартных, относительно простых, измерительных приборов, в наиболее высокой схемной надежности таких систем, в возможности получения наибольшего быстродействия при одновременном получении результатов измерения, в возможности индивидуального подбора средств измерений к измеряемым величинам.

1. Разработка и описание работы структурной схемы многоканальной измерительной системы

В соответствии с заданием многоканальная измерительная система должна состоять из трех измерительных каналов:

– переменного тока (диапазон измеряемых токов 0…10 А, допустимое амплитудное падение напряжения на датчике – шунте 100 мВ, частота тока 400 Гц);

– постоянного напряжения (диапазон измеряемых напряжений
-5…+5 В, пульсации отсутствуют, выходное сопротивление источника измеряемого напряжения 10 кОм);

– постоянного напряжения (диапазон измеряемых напряжений -100…+100 мВ, пульсации присутствуют, частота среза ФНЧ 10 Гц, выходное сопротивление источника измеряемого напряжения 1000 Ом).