 |
ВВЕДЕНИЕ. 1 Техническая часть. 1.1 Анализ технического задания
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1 Техническая часть 6
1. 1 Анализ технического задания 6
1. 2 Патентный поиск 7
1. 3 Назначение и принцип действия 12
2 Конструкторская часть 19
2. 1 Выбор и обоснование элементной базы 19
2. 1. 1 Выбор конденсаторов 19
2. 1. 2 Выбор резисторов 21
2. 1. 3 Выбор транзисторов 22
2. 1. 4 Выбор разъемов 24
2. 1. 5 Выбор микросхем 25
2. 1. 6 Выбор индикатора 30
2. 2 Расчет печатной платы 31
2. 3 Расчет надежности 40
2. 4 Описание конструкции 44
Заключение 46
Список литературы 47
Приложение А Перечень элементов
Приложение Б Спецификация
Приложение В Структурная схема
Приложение Г Схема электрическая принципиальная
Приложение Д Сборочный чертеж
ВВЕДЕНИЕ
Отечественная промышленность после экономического кризиса находится в упадке. Импортная продукция захватила внутренний рынок сбыта в нашей стране, отодвинув продукцию российских предприятий на второй план. Это мешает нормальному развитию нашей промышленности, т. к., покупая импортную продукцию, мы отдаем деньги иностранным компаниям, т. е. происходит отток капитала за границу. Наши же предприятия из-за недостатка средств не могут совершенствовать процесс производства и повышать объем выпускаемой продукции.
В настоящее время происходит интенсивное развитие радиоэлектронной техники. Каждый день появляются новые возможности. Разрабатывается большой ассортимент различных электронных приборов и устройств, в том числе и устройств для измерения напряжения.
Применение электронных устройств в приборах для измерения переменных напряжений и токов позволяет обеспечить высокий уровень их метрологических характеристик [1]:
|
|
|
– широкий диапазон измерений;
– высокую чувствительность;
– малую потребляемую мощность из измеряемой цепи;
– широкий частотный диапазон и др.
Так, электронные вольтметры обладают высокой чувствительностью и широким диапазоном измеряемых напряжений (от 1 мкВ до 1000 В), большим входным сопротивлением (до 30 МОм), малой входной емкостью (10... 40 пФ), широким частотным диапазоном (0... 1000 МГц) [1].
Эти достоинства обусловили широкое распространение электронных вольтметров и амперметров. Амперметры и вольтметры предназначены для измерения действующего значения переменного тока, или напряжения.
Группа электромагнитных приборов является наиболее распространенной. Принцип их действия, использованный впервые еще Ф. Кольраушем в 1884 году, основан на перемещении подвижной железной части под влиянием магнитного потока, создаваемого катушкой, по которой пропускается ток. Практическое осуществление этого принципа отличается разнообразием.
Так, в распространенных в свое время амперметрах Гуммеля подвижная часть прибора состоит из очень тонкой изогнутой пластинки мягкого железа, которая располагается эксцентрически внутри катушки, так что ось пластинки параллельна оси соленоида. К этой пластинке прикреплена указательная стрелка, конец которой перемещается по дугообразной шкале. Общий центр тяжести подвижной системы при нулевом положении указателя лежит под точкой вращения; таким образом подвижная система уравновешивается ее собственною тяжестью и в положении покоя указатель устанавливается против нулевого деления действием силы тяжести. Небольшой противовес дает возможность привести точно указатель к нулевому делению, когда прибор установлен окончательно [2].
|
|
|
Вольтметр и амперметр цифровой предназначен не только для измерения собственно напряжения и силы тока, но и некоторых других величин, предварительно преобразованных входными устройствами в напряжение.
В настоящее время цифровые вольтамперметры применяются для повышения производительности труда при автоматизации научных исследований; для повышения производительности труда в промышленности; при поверке и градуировке точных приборов; при наладке и регулировке сложной электронной аппаратуры на конвейере [2].
Поэтому целью курсового проекта является разработка сравнительно простого в схемном решении электронного вольтметра, в котором используется широко распространенная элементная база и микроконтроллер. Устройство не требует сложных настроек и регулировок, имеет небольшие габаритные размеры и сравнительно низкую стоимость.
1 Техническая часть
1. 1 Анализ технического задания
Для того что бы измерить определенные электрические величины используют измерительные приборы. Электроизмерительные приборы применяются для измерения напряжения, сопротивления, силы тока и других электрических параметров.
Среди электроизмерительных приборов существует разделение на цифровые и аналоговые. Их основное отличие в форме отображения информации: либо при помощи стрелки, либо цифрового монитора. Сегодня все более популярными становятся цифровые аппараты, т. к. они превосходят в большинстве обычные механические модели приборов. Измерение напряжения является наиболее востребованным поэтому целью работы является создание миниатюрного вольтметра постоянного напряжения.
Обработка полученных результатов измерения выполняется микроконтроллером ATtiny13-20SU в SOIC корпусе.
Основным отличием от существующих вольтметров является возможность автоопределения диапазона измерения и настройка индикатора. Его можно использовать как с общим катодом, так и с общим анодом, а также возможно применение в схеме разных типов индикаторов – они будут работать с одной прошивкой.
Разработанное устройство обладает следующими техническими характеристиками:
– диапазон измерения напряжения, В 0, 00…9, 99;
|
|
|
– класс точности 3, 0;
– частота замеров, раз/с 5, 0;
– рабочая температура, 0С от минус 10 до плюс 65;
– ток потребления, А 0, 15.
|
|
|
