Введение 5

1. Литературный обзор 7

1.1. Анализ состояния вопроса в области

построения стендовых устройств 7

1.2. Принцип действия, область применения и

особенности емкостных датчиков 10

1.3. Обзор методов измерения емкости 14

1.4. Обзор интерфейсов, применяемых

в измерительной технике 25

1.5. Постановка задачи 29

2. Техническое задание 32

2.1. Наименование ИИС 32

2.2. Основание для создания 32

2.3. Назначение и цель. 32

2.4. Требования к ИИС. 32

3. Разработка схем структурной и функциональной. 37

3.1. Разработка схемы электрической структурной 37

3.2. Разработка схемы электрической функциональной 41

3.3. Разработка схемы электрической принципиальной 44

3.4. Выбор и обоснование элементной базы. 48

4. Результаты эксперимента. 52

5. Конструкторская часть 56

5.1. Расчет надежности 56

5.2. Расчет теплового режима электронного

блока стенда 59

5.3. Разработка печатного узла. 64

5.4. Выбор и обоснование материала печатной платы 67

5.5. Разработка конструкции прибора 68

6. Безопасность и экологичность проектных решений 70

6.1. Общие требования безопасности 70

6.2. Анализ объективных факторов

производственной опасности и вредности 71

6.3. Инструкция по охране труда 83

7. Организационно-экономическая часть 89

7.1. Технико-экономическое обоснование

целесообразности проектирования изделия 89

7.2. Организационная часть 91

7.3. Экономическая часть 96

7.4. Расчет экономической эффективности 102

Заключение 104

Список использованной литературы 106

Приложение 1. Схема электрическая структурная 108

Приложение 2. Схема электрическая функциональная 109

Приложение 3. Схема электрическая принципиальная 110

Приложение 4. Плата печатная 111

Приложение 5. Сборочный чертеж печатного узла 112

Приложение 6. Чертеж общего вида 113

В современной аппаратуре самого различного назначения находят широкое применение емкостные датчики. Это обусловлено такими характеристиками датчиков, как высокая чувствительность, простота конструкции, небольшие габаритные размеры и масса, незначительное воздействие на исследуемый объект, что позволяет проводить неразрушающий дистанционный контроль его состояния.

Емкостные датчики позволяют контролировать положение неметаллических и металлических объектов, независимо от их магнитных свойств. В промышленном оборудовании используются в качестве концевых и путевых выключателей, а также в качестве указателей уровня заполнения резервуаров жидкостями и сыпучими материалами.

Однако емкостные преобразователи обладают рядом погрешностей, определяемых непостоянством температуры и влажности окружающей среды, влиянием паразитных емкостей и индуктивностей в самом преобразователе и в схеме его включения, наличием неточностей механического изготовления деталей преобразователя. Кроме того, в процессе эксплуатации возникает отклонение метрологических характеристик датчиков от их номинальных значений. Поэтому существует потребность контроля работоспособности датчиков в условиях производства.

Осуществление такого контроля возможно при использовании специализированных автоматизированных измерительных систем или стендов, поскольку определение характеристик емкостных датчиков аналитическим способом затруднено из-за сложности расчетов. Основным модулем стенда является электронный блок, выполняющий функцию измерения. От метрологических характеристик электронного блока зависит точность измерений, достоверность результатов исследования. Кроме того, функциональные возможности электронного блока определяют сложность процесса измерения, его продолжительность. Требования удобства и простоты эксплуатации обуславливают необходимость создания электронных блоков, обеспечивающих автоматический режим измерения характеристик емкостных датчиков с высокой точностью и малыми временными затратами.

С учетом изложенного данный дипломный проект посвящен разработке указанных выше и некоторых других вопросов.

1. InterNet «Емкостные датчики» www.platan.ru

2. И. Форейт. Емкостные датчики неэлектрических величин. Перевод с чешского В.И. Дмитриева. – М.-Л.: Энергия, 1966 – 166 с.

3. Аристов О.В., Белоусов Ю.М., Макаров Э.Ф. Автоматизация поверки средств радиотехнических измерений. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 168 с.

4. Мирский Г.Я. Микропроцессоры в измерительных приборах. – М.: Радио и связь, 1984. – 160 с.

5. Эпштейн С.Л. Измерение характеристик конденсаторов – Л.: Энергия, 1971. – 220 с.

6. Кравцов А.В. Метрология и электрические измерения. – 2-е изд., перераб. И доп.. – М.: Колос, 1999. – 216 с.

7. В.И. Нефедов, В.И. Хакин, Е.В. Федорова и др. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов. Под ред. В.И. Нефедова. – М.: Высш. шк., 2001. – 383 с.

8. Шульц Ю. Электроизмерительная техника: 1000 понятий для практиков: Справочник: Пер. с нем. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 288 с.

9. Карпов Р.Г., Карпов Н.Р. Электрорадиоизмерения: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Высш. школа, 1978. – 272 с.

10. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 448 с.

11. Эпштейн С.Л., Давидович В.Г., Литвинов Г.И. и др. Цифровые приборы и системы для измерения параметров конденсаторов. – М.: Сов. радио, 1978. – 192 с.

12. Э.И. Цветков Процессорные измерительные средства. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 224 с.

13. InterNet «Испытательный стенд для калибровки и поверки влагомеров» www.gaw.ru

14. InterNet «Проблемно-ориентированная автоматизированная система исследования полимерных композиционных материалов» www.gaw.ru

15. InterNet «Стенд испытаний АКБ» www.gaw.ru

16. Аристов О.В., Белоусов Ю.М., Макаров Э.Ф. Автоматизация поверки средств радиотехнических измерений. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 168 с.

17. Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 176 с.

18. С.В. Якубовский, Н.А. Барканов, Л.И. Ниссельсон и др. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие – М.: Радио и связь, 1984. – 432 с.

19. InterNet «Микроконтроллеры AVR» www.platan.ru

20. С.С. Букреев, В.А. Головацкий, Г.Н. Гулякович и др. Источники вторичного электропитания. – М.: Радио и связь, 1983. – 280 с.

21. Вернер В.Д., Н.В. Воробьев, А.В. Горячев и др. Микропроцессоры: Средства сопряжения. Контролирующие и информационно-управляющие системы. – Мн.: Выш. шк., 1987. – 303 с.

22. Широков А.М. Надежность радиоэлектронных устройств. Учеб.пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1972. – 272 с.

23. Роткоп Л.Л. Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М., «Сов. радио», 1976, 232 с.

24. Ю.С. Сомов. Композиция в технике. – М.: Машиностроение, 1977.- 271 с.

25. Экономика предприятия (фирмы): Под ред. О.И. Волкова, О.В. Девяткина. – М.: ИНФРА-М, 2002. – 601 с.

Примечаний нет.