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东北石油大学-数字显示仪表课程设计.
东 北 石 油 大 学
课 程 设 计
2013年7月20日
东北石油大学课程设计任务书
课程 数字显示仪表课程设计
题目 数字式压力表的制作
专业 自动化 姓名 学号
主要内容:
在面包板上安装一台用单片A/D转换器7107或7106组成的通用表头。配接压力传感器(应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器),制成数字压力显示仪表。
基本要求:
学习数字显示仪表原理。
设计、绘制电路连接图。
能够独立完成数字显示仪表表头的制作。
主要参考资料:
[1] 井口征士.传感工程.[M].科学出版社,2005.?
[2] 杨颂华.数字电子技术基础.[M].西安电子科技大学出版社,2003.?
[3] 方勇纯.非线性系统理论.[M].清华大学出版社,2009
[4] 沙占友.数字化测量技术与应用[M].机械工业出版社,2004.
[5] 杨邦文.应用电子小制作150例[M].人民邮电出版社,2005.
[6] 常健生.检测与转换技术[M].吉林工业大学出版社,2006.
[7] 路勇.电子电路实验及仿真[M].清华大学出版社,2004.
[8] 王松武.电子创新设计[J].国防工业出版社,2005.
完成期限 2013.7.13—2013.7.24
指导教师
专业负责人
2013年7月13日
目录
第1章 数显仪表工作原理 1
1.1 数字式显示仪表原理 1
1.2 数字式显示仪表结构 1
1.3 数字仪表的主要技术指标 2
1.4 线性化问题 3
1.5 信号的标准化及标度变换 3
第2章 数显仪表设计方案 5
2.1 ICL7107双积分A/D转换器 5
2.2 LED显示器 9
2.3 其他集成原件 9
第3章 数显仪表的制作 12
3.1 测量电阻 12
3.2 测量电容 12
3.3数显部分的制作 12
3.4 电源部分的制作 12
第4章 结论与体会 15
参考文献 16
第1章 数显仪表工作原理
数字式显示仪表是一种具有模/数转换器并以十进制数码形式显示被测变量值的仪表,它与各种传感器、配送器配套,可以显示出各种不同的参数。数字式仪表具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强等优点,体积小、耗电低、读数直观,且能将测量结果以数字形式输入计算机,从而实现生产过程自动化。
数字式显示仪表原理
工业生产过程中常用的数字式仪表有数字式温度计、数字式压力计、数字流量计、数字电子秤等。
数字仪表的出现适应了科学技术及自动化生产过程中高速、高准确度测量的需要,它具有模拟仪表无法比拟的优点。数字仪表的主要特点有:准确度高、分辨力高、无主观读数误差、测量速度快、能以数码形式输出结果。
同时数字量来传输信息,可使得传输距离不受限制。
数显仪表按工作原理分为:不带微处理器和带微处理器的。其原理框图如图1-1所示。
1.2 数字式显示仪表结构
不带微处理器的仪表,通常用运算放大器和中、大规模集成电路来实现;带微处理器的仪表,是借助软件的方式来实现原理框图中的有关功能。
不带微处理器的数显仪表一般应具备模数转换,非线性补偿及标度变换三大部分,这三部分又各有很多种类,三者间相互巧妙的组合,可以组成适应于各种不同要求场合的数字式显示仪表。尽管数字仪表的品种繁多,原理各不相同,但其基本构成形式可由图1-2所示的主要环节组成。模一数转换器是数字仪表的核心,以它为中心,将仪表分为模拟和数字两大部分。
仪表的数字部分一般设有滤波、前置放大器和模拟开关等环节。来自传感器或变送器的统一电量信号一般都比较微弱,并且包含着在传输过程中产生的各种干扰成分,因此在其转换成数字量前,首先要进行滤波与放大。前置放大器就是用来提高仪表的灵敏度、输入阻抗及信号的信噪比。
仪表的数字部分一般由计数器、译码器、时钟脉冲发生器、驱动显示电路以及逻辑控制电路组成。在数字仪表中,逻辑控制电路起着指挥整个仪表各部分协调工作的作用。它是数字仪表中不可缺少的环节之一。另外,高稳定的基准电源和工作电源也是数字仪表的重要组成部分。
被放大的模拟信号有模-数转换成相应的数字量后,经译码、驱动,送到显示器件中进行数字显示。也可以送到报警系统和打印系统中去,进行报警和记录打印。
1.3 数字仪表的主要技术指标
(一)显示位数
以十进制显示被测变量值的位数称为显示位数。能够显示“0~9”的数字位称为“满位”;仅显示1或不显示的数字位,称为“半
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