Корректор задатчик барометрической высоты электронный

ЦАП работает от однополярного источника питания от 1,8 до 5,5 В и потребляют менее 5 мкА. В дежурном режиме прибор потребляет не более 0,18 мкА. MAX5523 использует 3 - проводной последовательный интерфейс, который совместим с SPI, QSPI и MICROWIRE интерфейсами. При включении питания на выходах MAX5523 устанавливается нулевой потенциал, обеспечивая нормальные условия работы для устройств, которые должны быть выключены при подаче питания. Нулевой выходной потенциал на выходе отсутствие формирования ложных сигналов при включении. MAX5523 содержит встроенный прецизионный источник опорного напряжения (ИОН), выход которого выведен на один из выводов прибора и выходной буферный усилитель с единичным коэффициентом усиления.Управление ЦАП осуществляется по последовательному каналу SPI, выводы PB2, PB4, PB5 микропроцессора.Потенциал с выходов OUTA и OUTB ЦАП усиливается двумя аналогичными каналами усилителей постоянного тока [8] OP3, VT5, VT6 и OP4, VT7, VT8. Выходным сигналом является разность потенциалов между выходами УПТ обоих каналов.Напряжение питания +5В формируется интегральным стабилизатором DD4. Емкости C12, C13, C14 служат для фильтрации импульсных помех по цепи питания +5В.2.4 Разработка алгоритмаАлгоритм работы КЗВЭ представлен на рисунке 2.9.Рисунок 2.9 – Алгоритм работы КЗВЭПри включении питания микропроцессор отрабатывает команду «Сброс». При старте программы производится инициализация переменных, начальная установка портов ввода – вывода.Переменной Hu зад присваиваем нулевое значение.Следующее место будем считать началом рабочего цикла программы. Через канал ADC0 считывается величина потенциала Up на выходе измерителя дифференциального давления.При помощи математической библиотеки функций производится расчет P, как функция от измеренного потенциала Up.Далее рассчитывается значение барометрической высотыH, как функция от величин давления Р.Полученное значение H выдаем в формате относительного сопротивления, используя управляемый цифровой потенциометр.Опрашиваем состояние цифрового входа «Коррекция». Если «Коррекция»=0, т.е. мы находимся в режиме «Обнуление», присваиваеми возвращаемся к началу рабочего цикла программы.Если же «Коррекция»=1, опрашиваем состояние цифрового входа «Программа». Если режим «Программа» включен, через канал АЦП ADC5 вводим значение внешнего аналогового сигнала Hu зад и присваиваем его одноименной переменной. Если же режим «Программа» выключен, пропускаем этот шаг, значение Hu зад остается без изменения.Рассчитываем величинуФормируем команды управления цифровыми потенциометрами, образующими управляемый мост переменного тока. Выдаем значения .Формируем команды управления двухканальным ЦАП. Значение и полярность определяется как разность потенциалов каналов А и В цифроаналогового преобразователя.Возвращаемся к началу рабочего цикла программы.2.5 Разработка библиотеки математических функций управляющей программы микроконтроллера2.5.1 Функция расчета статического давленияВ управляющей программе микроконтроллера расчет величины статического давления производится функциейcalk_P(floatUp, floatUvcc)Аргументами функции являются вещественные числа:floatUp – напряжение, снимаемое с датчикаабсолютного давления, В;floatUvcc – напряжение питания, подаваемое на датчикабсолютного давления, В, равное 5В.Функция возвращает значение динамического давления в мм рт. ст. в формате числа с плавающей запятой float.За основу расчета величины динамического давления принимаем формулу (2.1) подраздела «Выбор датчика» Курсового проекта.(2.1)Произведем преобразование выражения (2.1) к виду (2.2), удобному для выполнения расчета средствами математической библиотеки math.h языка программирования С.(2.2)Переводим давление в кПа в мм рт. ст. (2.3)(2.3)Подставляем в выражение (2.2)(2.4)В окончательной форме рабочая формула для расчета статического давления в мм рт. ст. приобретает вид (2.5)Реализация на языке С:#include floatcalk_P(float Up, float Uvcc){float f; f=(Up/Uvcc-0.04)/0.009; f=f*7.5;returnf;}2.5.2 Функция расчета барометрической высотыВ управляющей программе микроконтроллера расчет барометрической высотыH производится функциейfloatcalk_H(float P)Аргументом функции, является:floatP – статическое давление, мм рт. ст.Функция возвращает значение барометрической высоты в м в формате числа с плавающей запятой float.Расчет барометрической высоты производим по формуле (1.1) подраздела «Теоретические основы измерения» Курсового проекта.Реализация на языке С:#include floatcalk_Vpr(float P){float f; f=1840*log(P/760);returnf;}2.6 Оценка погрешностейПогрешности корректров-задатчиковбарометрической высоты аналогичны погрешностям электромеханических высотомеров.Погрешности высотомеров, как и большинства приборов, в которых измерение производится косвенными методами, могут быть разделены на методические и инструментальные.Методические погрешности, характеризующие несовершенство метода измерения, появляются при косвенных измерениях какой-либо величины. Методические погрешности барометрического высотомера бывают четырех видов и имеют место при:1) изменении рельефа местности;2) изменении давления у земли до взлета;3) изменении давления у земли после взлета;4) изменении средней температуры столба воздуха.Инструментальные погрешности возникают вследствие несовершенства конструкции прибора и его элементов, а также несовершенства материалов, из которых изготовлен прибор. Значительный вклад в инструментальную погрешность измерительной системы вносит погрешность преобразования датчика – первичного преобразователя величины дифференциального давления воздуха в напряжение. В документации на прибор производитель приводит такие данные [5] для системной ошибки преобразователя (рис. 2.10).Рисунок 2.10 – Системная ошибка преобразователя MPX5100.Изменение температуры также вносит свой вклад в суммарную инструментальную погрешность (рис. 2.11).Рисунок 2.11 – Температурная ошибка преобразователя MPX5100.ЗАКЛЮЧЕНИЕПроектированиеавиационных приборов и комплексов с использованием цифровых методов обработки информации имикроконтроллеров значительнорасширяет их функциональность при одновременном снижении массогабаритных характеристик иэнергопотребления разрабатываемых изделий.В теоретической части работы рассмотрены:теоретические основы измерения;примеры существующих технических решений КЗВ (прототип).В практической части работы выполнено:сформулированы требования, предъявляемые к устройству;разработана структурная схема КЗВЭ;разработана электрическая принципиальная схема;разработан алгоритм работы управляющей программы;разработаны библиотеки основных математических функций;проведена оценка погрешностей;составлен библиографический список.Концепция предложенного в курсовом проекте электронногокорректора-задатчика барометрической высоты в сравнении с аналоговым прототипом позволитснизить массуустройства и уменьшить влияние инструментальных погрешностей на показания устройства.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1.Распопов В.Я. Микромеханические приборы: учебное пособие.- Машиностроение. 2007.-400с.2.Навигационно-пилотажные приборы. Анероидно-мембранная группа. Сборник технических описаний и краткие сведения по эксплуатации / под.ред. Р.Г. Чачикяна, А.В. Дмитриева. – М. типография №8 «Союзполиграфпрома», 1973. – 389с.3.Воробьев В.Г., Глухов В.В., Кадышев И.К. Авиационные приборы, информационно-измерительные системы и комплексы: учебник для вузов /под ред. В.Г. Воробьева. – М.: Транспорт, 1992. – 399с.4.Системы воздушных сигналов (пилотажно-навигационные) типа СВС-ПН-15 серия 2 // Руководство по технической эксплуатации 6Г3.003.116.РЭ.5.Техническая документация http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/5185/MOTOROLA/MPX5010DP.html6.Боднер В.А. Авиационные приборы: учебник /Репринтное воспроизведение издания 1969 г.- М.: ЭКОЛИТ, 2011.-472с. 7.Техническая документация http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/197234/MICROCHIP/MCP4011.html8.Техническая документация http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/9027/NSC/LM741.html9.Техническая документация http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/80247/ATMEL/ATMEGA8.html10.Техническая документация http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/560237/MAXIM/MAX5522EUA.html11.http://vamvzlet.blogspot.nl/2015/10/Vozdushnaya.skorost.poleta.html