Обзор существующих методов и средств измерения-регулирования температуры

Содержание

Введение

1 Обзор существующих методов и средств измерения-регулирования температуры

1.1 Методы измерения температуры

1.2 Бесконтактный метод измерения температуры

1.3 Люминесцентный метод измерения температуры

2 Техническое задание

3 Разработка электрической структурной и функциональной схемы

4 Разработка электрической принципиальной схемы, выбор элементной базы

4.1 Особенности микроконтроллера AT89C4051P

4.2 Обоснование выбора элементной базы

4.3 Обоснование выбора конденсаторов

4.4 Обоснование выбора резисторов

4.5 Обоснование выбора диодов

4.6 Обоснование выбора транзисторов

4.7 Обоснование выбора микросхем

5 Расчет надежности;

5.1 Расчёт теплового сопротивления корпуса ИС микросхемы DD1

5.2 Расчёт узкого места

6 Конструкторский раздел (разработка печатной платы и сборочного чертежа измерителя-регулятора)

6.1 Обоснование разработки трассировки печатной платы

6.2. Обоснование компоновки печатной платы

6.3 Описание конструкции измерителя – регулятора температуры

7 Организационно-экономический раздел

7.1 Расчёт себестоимости термометр – стабилизатор температуры

8 Безопасность и экологичность проектных решений;

Заключение;

Список литературы.
Введение

Устройство, рассматриваемое в данном дипломном проекте называется – термометр-стабилизатор температуры в овощехранилище. Оно представляет собой автоматическую систему управления температурой в небольшом погребе.

Система управления — систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.

Техническая система управления — устройство или набор устройств, для манипулирования поведением других устройств или систем.

Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния.

В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т. д.

Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т. д. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики — теории управления.

Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов:

o объект управления

o управляющее устройство

Объект управления — изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих, или возмущающих воздействий.

Системы дискретного действия или автоматы (торговые, игровые, музыкальные).

Системы стабилизации - уровня звука, изображения, температуры или магнитной записи. Это могут быть управляемые комплексы летательных аппаратов, включающие в свой состав системы автоматического управления двигателя, рулевыми механизмами, автопилоты и навигационные системы.

Обзор существующих методов и средств измерения-регулирования температуры

Существуют два основных способа для измерения температур — контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Этому способу присущи свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника. Температура преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Верхний предел измерения температуры ограничен свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики. Кроме того, ряд задач измерения температуры в недоступных вращающихся с большой скоростью объектах не может быть решен контактным способом.

Бесконтактный способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой через лучеиспускание и воспринимаемой на некотором расстоянии от исследуемого объема. Этот способ менее чувствителен, чем контактный. Измерения температуры в большой степени зависят от воспроизведения условий градуировки при эксплуатации, а в противном случае появляются значительные погрешности. Устройство, служащее для измерения температуры путем преобразования ее значений в сигнал или показание, называется термометром (ГОСТ 13417-76),

По принципу действия все термометры делятся на следующие группы, которые используются для различных интервалов температур:

1 Термометры расширения от —260 до +700 °С, основанные на изменении объемов жидкостей или твердых тел при изменении температуры.

2 Манометрические термометры от —200 до +600 °С, измеряющие температуру по зависимости давления жидкости, пара или газа в замкнутом объеме от изменения температуры.

3. Термометры электрического сопротивления стандартные от —270 до +750 °С, преобразующие изменение температуры в изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников.

4. Термоэлектрические термометры (или пирометры), стандартные от —50 до +1800 °С, в основе преобразования которых лежит зависимость значения электродвижущей силы от температуры спая разнородных проводников.

Пирометры излучения от 500 до 100000 °С, основанные на измерении температуры по значению интенсивности лучистой энергии, испускаемой нагретым телом,

Термометры, основанные на электрофизических явлениях от -272 до +1000 °С (термошумовые термоэлектрические преобразователи, объемные резонансные термопреобразователи, ядерные резонансные.