Разработка цифрового показателя уровня топлива

С поплавкового датчика уровня топлива подается аналоговый сигнал на усилитель. Этот сигнал без цифрового преобразования усиливается аналоговыми усилительными каскадами. Выходной аналоговый сигнал без цифрового преобразования подаётся на аналоговую нагрузку.

В цифровых усилителях, после аналогового усиления входного аналогового сигнала аналоговыми усилительными каскадами до величины достаточной для аналого-цифрового преобразования аналого-цифровым преобразователем (АЦП, ADC) происходит аналого-цифровое преобразование аналоговой величины (напряжения) в цифровую величину - число (код), соответствующий величине напряжения входного аналогового сигнала. Затем сигнал идет в преобразователь 2/10 кода, после преобразования выходной сигнал попадает на преобразователь для семисегментного индикатора, а затем выводиться на сам индикатор.

Рисунок 2. Структурная схема

Преобразованный сигнал исходящий из аналого-цифрового преобразователя попадает в 2/10 преобразователь кода. Для преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный используются двоично-десятичные счётчики. Двоичный 6-ми разрядный код подаётся на выходы D0, D1, D2, D3 и сигналом «запись» записывается в двоичный счётчик. Одновременно этим же сигналом обнуляются двоично-десятичные счетчики. Запускается генератор, выходные импульсы которого через элемент «И» поступают на вход «-1» двоичного счётчика и на вход «+1» двоично-десятичного. Как только двоичный счётчик досчитает до нуля, на его выходе «≤0», подключённому ко второму входу элемента «И», появляется логический ноль. Элемент «И» закрывается и запрещает дальнейшее прохождение импульсов с генератора.

К этому моменту двоично-десятичный счётчик, работающий в режиме прямого счёта, накопит на своих выходах эквивалентное число, представленное в двоично-десятичном коде. После этого сигнал переходит в преобразователь кода для семисегментного индикатора, а из него, непосредственно, на индикатор.

Рисунок 2. Функциональная схема

Выбираем элементы для принципиальной схемы:

Датчик уровня топлива РОС 400-4:

· Погрешность измерения уровня ±1%

· Напряжение питания 10 - 50 В

· Ток потребления, не более 10 мA

· Рабочее избыточное давление контролируемой среды 0,2 МПа

· Плотность контролируемой среды (нижнее значение) от 0,75 г./см3

· Динамическая вязкость контролируемой среды с 2,4 Па

· Температура контролируемой среды, 0С от -1 до +150

Генератор К155ЛА3 (DD1):

· Частота = 500 кГц

· Ёмкость С = 1000пФ

· Сопротивление R1, R3 = 220 Ом; R2, R4 = 560 Ом

Усилитель К140УД12 (DD2):

· Напряжение питания (3…16,5) В

· Входное синфазное напряжение не более 10 В

· Входное дифференциальное напряжение 20 В

· Сопротивление нагрузки не менее 5 кОм

· Емкость нагрузки не более 100 пФ

· Температура окружающей среды -60…+85° C

Элемент «И» К155ЛИ1 (DD3)

· Номинальное напряжение питания 5 В 5%

· Выходное напряжение низкого уровня не более 0,4 В

· Выходное напряжение высокого уровня не менее 2,4 В

· Входной ток низкого уровня не более -1,6 мА

· Входной ток высокого уровня не более 0,04 мА

· Входной пробивной ток не более 1 мА

· Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более 33 мА

· Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения не более 21 мА

· Потребляемая статическая мощность на один элемент не более 35,4 мВт

· Время задержки распространения при включении не более 19 нс

· Время задержки распространения при выключении не более 27 нс

Аналого-цифровой преобразователь К1113ПВ1 (DD4):

· Дифференциальная нелинейность dLD, МР: не менее -0,75, не более 0,75

· нелинейность dL, МР: не менее -1, не более 1

· время преобразования tС, мкс: не более 0,9

· абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы dFa, мВ: не менее -4, не более 4

· ток потребления I, мА: 50

Двоичный счётчик К555ИЕ7, К555ПВ12 (DD5, DD6):

· Напряжение питания (Vcc) = +5В ±5%

· Входной ток («0») не более 0,38мА

· Входной ток («1») не более 20мкА

· Ток потребления (статический), max = 31мА

· Выходной уровень «0» < 0,5В

· Выходной уровень «1» > 2,7В

· Рабочий диапазон температур = -10 +70 C

Элемент «ИЛИ-НЕ» К155ЛЕ1 (DD7)

· Номинальное напряжение питания 5 В 5%

· Выходное напряжение низкого уровня не более 0,4 В

· Выходное напряжение высокого уровня не менее 2,4 В

· Входной ток низкого уровня не более -1,6 мА

· Входной ток высокого уровня не более 0,04 мА

· Входной пробивной ток не более 1 мА

· Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более 27 мА

· Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения не более 16 мА

Интересное из раздела

Расчет системы электропитания и ее элементов
Цель работы: составить по заданным условиям задания один из вариантов системы электропитания с расчетом и выбором ее элементов. Электропитание любой сис ...

Источник питания охранного устройства
В настоящее время существует множество систем, предназначенных для осуществления охраны и безопасности объектов. С развитием науки и техники у ...

Обзор современных систем спутниковой навигации
спутниковая навигационная глобальное позиционирование На сегодняшний день в мире существует несколько навигационных систем, использующих искусственные спутни ...