K_i - поправочный коэффициент, учитывающий действия внешних воздействующих факторов и выбирается из соответствующих таблиц:

K₁,K₂ - поправочные коэффициенты, учитывающие воздействия соответственно вибрациям и ударных нагрузок на неамортизированную аппаратуру, значения данных коэффициентов выбираются из таблицы;

K₃ - поправочный коэффициент, учитывающий влажность и температуру окружающей среды, выбирается из таблицы;

K₄ - поправочный коэффициент, учитывающий изменение л_Э в зависимости от высоты над уровнем моря, выбирается из таблицы.

Математическая модель для расчета интенсивности разъемов:

л_Э= л₀*K_кс*K_кк*K₁*K₂*K₃*K₄

где л₀ - номинальное значение интенсивности отказов разъемов, выбирается из таблицы;

K_кс - коэффициент, зависящий от количества сочленений-расчленений, выбирается из таблицы;

K_кк - коэффициент, зависящий от количества задействованных контактов, значения данного коэффициента вычисляется по формуле:

где N - количество задействованных контактов;

K_i - (i = 1,2,3,4) выбираются соответственно из таблиц.

Математическая модель для расчета интенсивности отказов электрических кабелей, проводов, шнуров:

л_Э= л₀*K_Ф*L*K₁*K₂*K₃*K₄

где л₀ [] - номинальное значение интенсивности отказов разъемов, выбирается из таблицы;

L - суммарная длина кабеля (провода, шнура); для изделий с L ? 3 м допускается принимать L = 1 м;

K_Ф - функциональный коэффициент, значение данного коэффициента вычисляется по формуле:

где E_а - условная энергия активации кДж/гр?моль;

R_Г = 8,3144 - универсальная газовая постоянная дж/град?г?моль;

K_t - температурный коэффициент, зависящий от рабочей температуры окружающей среды в аппаратуре; определяется по формуле:

где t_б - базовая температура, равная 25⁰С или 100⁰С (по типу кабеля);

t_p - рабочая максимальная температура в аппаратуре (изделии);

Как правило, максимальная температура изделия с учетом перегрева находится в диапазоне 70⁰С - 80⁰С.

Величина условной энергии активации (в среднем) в достаточно широком диапазоне имеет уровень E_а ? 85 кДж/г?моль. С учетом указанных ограничений для практических расчетов в формуле (10) рекомендуется использовать значения K_Ф = 90 (при t_б = 25⁰C).

K_i - (i = 1,2,3,4) выбираются соответственно из таблиц.

Математическая модель для расчета интенсивности отказов соединений (паек):

л_Э= л₀*n*K₁*K₂*K₃*K₄

где л₀ - номинальное значение интенсивности отказов паек;

л₀ = 0,015?10^-6 1/ч

n - количество паек в изделии;

K_i - (i = 1,2,3,4) выбираются соответственно из таблиц.

6.2 Расчет суммарной эксплуатационной интенсивности отказов

Таблица 4 Интенсивность отказов элементов, входящих в состав прибора

Суммарная интенсивность отказов преобразователя:

2,409 ^-1

Вероятность безотказной работы за 1000 часов равна:

Из проведенных расчетов следует, что за период работы, равный 1000ч., в 99% случаев преобразователь расхода воды остается работоспособным

7. Точностной анализ схемы

Для точностного анализа схемы необходимо рассмотреть входную измерительную цепь и схему преобразования сигнала

Погрешность схемы преобразования состоит из погрешности связанной с разбросом значений элементов схемы (технологическая) и погрешностью связанной с влиянием внешних факторов (температуры).

Эти погрешности в преобразователях обычно минимизируются с помощью алгоритма калибровки (градуировки).

Перед каждым измерением происходит определение крутизны преобразования (калибровка) путем подачи на вход измерительной схемы калибровочных напряжений

Для проектируемого прибора точность схемы преобразования сигнала можно рассматривать как точность разности калибровочных напряжений.

Точность источника опорных напряжений входной измерительной цепи [14] :

,

где U_п = 3,31%,

U_п = 0,033 В,

R1=3,2кОм0,5%,

R1=16 Ом,

Rt = R_{t мах} =380 Ом0,1%,

R_t=0.38 Ом.

;

;

;

.

;

;

.

Подставив числовые значения получим:

.

Точность напряжение калибровки.

,

где R2=510 Ом 0,5%,

,

R3=100 Ом 0,5%,

,

R4=11 Ом 0,5%,

,

R5=100 Ом 0,5%,

.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Подставив численные значения получим:

Погрешность схемы будет равна:

;

.

датчик расход газ микроконтроллер

Заключение

В курсовом проекте в соответствии с техническим заданием проведен анализ технического состояния, на основе которого разработан преобразователь расхода газа с использованием фотоэлектрического абсолютного шифратора и с коррекцией параметров расхода по температуре и давлению.

Особенности конструкции шифратора и схемы преобразования позволяют более точно измерять расход газа.

В проекте представлена схема электрическая принципиальная, общий вид, расчет блока питания. Учтены особенности учета расхода газа в искробезопасном Исполнении датчиков давления и температуры.

Применение в общей схеме подключения питания и схеме работы с интерфейсом блока искробезопасности.

Особенность схемного решения позволит разработать на базе счетчика расхода газа регулятор расхода газа с заданными параметрами.

Библиографический список

1. ГОСТ 8.563.1-97. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения. - ИПК, Изд-во стандартов, 1998.

2. ГОСТ 8.586.1-5-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. М.: ИПК Издательство стандартов, 2007.

3. Пистун Е.П., Лесовой Л.В. Уточнение коэффициента истечения стандартных диафрагм расходомеров переменного перепада давления // Датчики и системы. - 2005. - №5. С. 14-16.

4. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ. СПб.: Политехника, 2002. 410с.

5. Бобровников Г.Н., Новожилов Б.М., Сарафанов В.Г. Бесконтактные расходомеры. М.: Машиностроение, 1985. 128с.

6. Биргер Г.И., Бражников Н.И. Ультразвуковые расходомеры. М.: Металлургия, 1964. 382с.

7. Расходомеры, преобразователи, счетчики. Челябинск.: Метран, 2007-с. 368

8. Расходомеры и счетчики. Н.Новгород.:Повольжье,2012-с 351

9. Кузнецов А.Д. Приборы для измерения расхода количества жидкости/Известия Томского политехнического университета (ТПУ), № 3-2012-с. 8

10. Шило В.Л. Популярные микросхемы ТТЛ. М., Аргус, 1993, ISBN 5-85549-004-1

11. ГОСТ 2.206-96. Текстовые документы.

12. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

13. ГОСТ 2.004-88. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.

14. ГОСТ 2.109-73. Основные требования к чертежам.

15. ГОСТ 7.1-84 СИБИД. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления.

16. ГОСТ 7.32-2001 СИБИД. Отчет о научно-исследовтельской работе. Структура и правила оформления.

17. ГОСТ 7.9-95 (ИСО 214-76) СИБИД. Реферат и аннотация. Общие требования.

18. ГОСТ 7.54-88 СИБИД. Представление численных данных о свойствах веществ и материалов в научно-технических документах. Общие требования.

19. ГОСТ 8.417-2003. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин.

20. ГОСТ Р 27.002-2009 (ГОСТ Р 53480-2009), - Надежность в технике. Термины и определения.

21. ГОСТ 30.001-83. Система стандартов эргономики и технической эстетики. Основные положения.

Размещено на Allbest.ru