APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

CUPRINS Tema proiectului Alegerea traductorului Sinteza schemei bloc si explicarea functionarii acesteia Proiectarea aparatului Presductorul Amplificatorul de instrumentatie Convertor de valoare efectiva Elementul sumator Circuitul de liniarizare Convertorul analog-digital Decodorul Afisajul Desenul schemei electrice de principiu a aparatului Evaluarea surselor de eroare Bibliografie

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

TEMA PROIECTULUI Sa se proiecteze un cantar electronic digital cu presductoare magnetoelectrice.Cantarul va avea 4 traductoare. Caracteristica statica sub forma tabelara :

m(t) Ue(mV )

0 0 2

10 2,5 5,8

20 5 8,8

30 7,5 11,8

40 10 14,6

50 12,5 17

60 15 19

70 17,5 20,6

80 20 22

90 22,5 23,2

100 25 24,2

Frecventa de alimntare:5 KHz Liniarizare hardware a caracteristicii statice Detectarea liniara a valorii effective Precizie: 0,5% Afisaj cu LED-uri Masa nominala:100T(tone)

DESFASURARE Alegerea traductorului si a schemei de masurare acu traducor Sinteza schemei bloc si explicarea functionarii aparatului Proiectarea cantarului Desenul schemei electrice de principiu Evaluarea surselor de eroare

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

SINTEZA SCHEMEI BLOC SI PRINCPIUL DE FUNCTIONARE A APARATULUI

Sinteza schenmei bloc Fig 1 o o o o o o o o PD - presductor A -amplificator de instrumentatie 606-J RMS -convertor de valoare efectiva de tip AD536A ES -element sumator CL -circuit de liniarizare CA/D -convertor analog-digital de tip ADC- 17I Latch+ decodificator -circuit MMC 4511 Afisaj -afisaj cu LED -7 segmente

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE Cantarul elecric se sprijina pe 4 presductoare.Sub actiunea greutatii ,presductorul se deformeaza si transforma (tarduce)forta in tensiune electrica :in secundarul presductorului se induce o tensiune de iesire Ue Caracteristica Ue= (m)este neliniara.Se pune problema liniarizarii acesteia. Amplificatorul A realizeaza amplificarea lui Ue,care are o valoare mica la iesirea din presductorul PD Convertorul de valoare efectiva RMS realizeaza transformarea tensiunii electrice Ue in tensiune continua,de valoare aproximativ egala cu cea a lui Ue. Elementul sumator ES realizeaza deplasarea caracteristicii in origine. Circuitul de liniarizare CL realizeaza liniarizarea caracteristicii statice reale. Convertorul CA/D analog digital converteste semnalul analogic in semnal numeric (digital)binary. Semnalul este decodificat de catre decodificator si afisat cu ajutorul LED-urilor 7 segmente ,in system zecimal. Afisajul exprima masa in tone.

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

PROIECTAREA CAMPULUI ELECTRONIC Presductorul Presductorul este alimentat cu tensiunea Ui si la iesirea sa se obtine tensiunea de iesire Ue

Ue=f(m)

Caracteristica presductorului,data tabelar in datele de proiectare ,este reprezentata in graficul nr 1 .Este neliniara deoarece ,far aca nici o greutate sa apese presductorul ,la iesire sa se obtina o tensiune Ue=2mV

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Amplificatorul de instrumentatie Am ales amplificatorul de instrumentatie de tip 606-j

Caracteristicile amplificatorului Amplificare reglabila : 110 000 Amplificare 4 0 K 0 A=1+ Rg Intrare diferentiala :Max10V 9 Impedanta de intrare diferentiala :10 ;3pF Tnsiunea de intrare aplicata :Ue [mV]

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Tensiunea de iesire obtinuta :U1[V] A=1+1 V 04 0 K 0 R g

A= U int rare = Ue Rg= 413 ,22 14000 K

Uiesire

U1

A= 24 ,4mV =413,22 Deci 413,22=1+ Rg=970,35 Convertorul de valori efective Se alege convertorul de tip AD536 A Banda I :6 kHz Banda a II-a :40 kHz Banda a III-a :100 kHz Tensiunea admisa la intrare :20 valori de varf Elementu sumator4 0 K 0 R g

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Tensiune aplicata la intrare :U1 Tensiune obtinuta la iesire :U2 Se aleg valorile rezistoarelor R1=R2=100k U2=Va-Vb U1=Va Pentru translatarea caracteristicii presductorului cu origine trebuie ca pentru U1=0,83V sa se obtina U2 =0. Deci U2=U1-Vb 0=0,83V-Vb Vb=0,83V. U2=U1-0,83V Circuitul de liniarizare Este circuitul care permite eliminarea neliniaritatii caracteristicii reale in raport cu cea ideala,care este o dreapta.pentru ca traductorul(presductorul)sa poata fi considerat liniar,trebuie ca eroarea sa fie sub roarea de neliniaritate adusa prin tema de proiectare.

=

y y1 ym ax

*100

Pentru liniarizare a) Se calculeaza pe baza caracteristicii U2=f(m),trasata anterior si a lui Ui=f(m)care este o dreapta b) Pentru obtinerea lui curba =f(m) se aproximeaza prin segmente de dreapta

uc= 0,45

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

u= y max *100 m1y=(1 k1) y ym ax

y yi

u =m1ym1y max 100

*100 k1=1-

Exemplu de calcul Umax =9,220,94 0,56 9,22

u =

=4,03

m2=tg69=2,6 2,6 * 9,22 k2=1- 100 =0,76

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Circuitul de liniarizare

Alegerea diodelor Dz1 :3V3 Dz2 :1V8 Dz3 :0V5 Dz4 :1V6 Dz5 :0V6 Dz6 :1V7 Dz7 :1V7 Dz8 :0V9 Tensiunea aplicata la intrare U2,la iesire tensiunea impusa de datele de proiectare ,care sa permita numaratorului sa afiseze masa nominala de 100 tone :U3=5VU3 U2

= 9,22 V =0,54

5V

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Convertorul analog digital Se alege convertorul KlD direct (neintegrator) de tip ABC 17I.Convertorului i se aplica tensiunea de intrare U3=5V pe care o transforma intr-un numar N exprimat printr-o valoare echivalenta in cod binar.

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Monostabilul este o parte a circuitului integrat MMC4098. Pentru inversoare se foloseste circuitul MMC4069 MMC4098

Performante : Poate realiza si trigger-are si resetare Timpii de trigger si reset sunt independenti MMc 4069

APARATE DE MASURA

CANTAR ELECTRONIC

Afisaj Se alege circuitul MDE2111-afisor cu LED-uri,1 digital,cu catod comun si punct zecimal. Evaluarea surselor de eroare ale aparatului Aparatul este compus dintr-un lant de traductoare,convertoare,adaptoare pe care le parcurge informatia de masurat.Fiecare veriga a lantului produce cate o transformare a marimii masurate ,transformare afectata de eroarea caracteristica respectivei verigi.Erorile introduse sunt datorate unor imperfectiuni in realizarea unor elemente ,dispersiei dispozitivelor electrice active semiconductoare ,variatiei unor caracteristici sub influenta zgomotelor Erorile effective introduse de elementele care intra in constructia cantarului electric: Traductorul 0,1-0,2% Amplificatorul de instrumentatie -0,2% Sumatorul introduce erori datorate rezistentelor din coponenta lui ,erori de offset si derive termice La liniarizare intervine eroare datorata reminiscentelor in liniarizarea curbei. Convertorul AID introduce o eroare de 0,01%1 Bit

CHIRU MARIUS 4152 BADU DRAGOS 4152 SANDOR ROBERT 4152

anII IESC anII IESC anII IESC