Реферат
Зміст
- Розробка структурної схеми
- Вибір датчиків
- Обгрунтування вибору датчика температури
- Обгрунтування вибору датчика щільності
- Обгрунтування вибору датчика рівня
- Висновок
1. Розробка структурної схеми
Як розглядалося в першому розділі, система повинна контролювати обсяг палива, що поставляється, так як це фінансове питання.
Для цього використовують три датчика: датчик рівня, датчик температури і датчик щільності. Ці датчики встановлюються в відсік бензовоза. Після включення секції та встановлення його в робочий стан, датчики вимірюють: рівень, температуру і щільність. Подаючи дані напруги через схему узгодження на МПС, в якій відбувається аналога цифрові перетворення і передача даних.
На малюнку 4.1 представлена структурна схема контролю обсягу палива, що поставляється.
Малюнок 1 - Структурна схема
Технічні вимоги до точності вимірювання даної електронної системи поставлені за допомогою корпоративних стандартів компанії, які говорять, що обсяг поставленого в АЗК палива повинен мати максимальну похибку ± 50 літрів. Вимоги до параметрів системи зведені в таблицю 1.
Таблиця 1 – Технічні вимоги точності каналів.
| Параметр | Похибка |
| Рівень | ± 1,0% |
| Щільність | ± 0,5% |
| Температура | ± 1,0% |
2.1 Обоснование выбора датчика температуры
ЕСООТ має на увазі установку датчика температури в відсік автоцистерни, з цього випливає, що на датчик не впливають фактори зовнішнього середовища, але нам потрібно забезпечити необхідну точність вимірювання. З цих вимог вибираємо датчик на основі температурного моста.
Принципова схема температурного моста показана на малюнку 2
Малюнок 2 - Принципова схема бруківці вимірювальної схеми.
На малюнку в протилежних плечах моста, розміщуються еталонні опору R1, R2 і R3, а також вимірюваний опір Rx, платиновий терморезистор. Для рівноваги моста необхідно, щоб здійснювалося співвідношення:
При дотриманні умов рівноваги вимірювального моста напруга на його вихідний діагоналі буде відсутній, тобто 1 / шт = 0. При зміні вимірюваного опору Rx умови рівноваги вимірювального моста будуть порушуватися і на цій діагоналі з'явиться відповідний електричний сигнал.
2.2 Обгрунтування вибору датчика щільності
ЕСООТ має на увазі установку датчика щільності в відсік автоцистерни, з цього випливає, що на датчик не впливають фактори зовнішнього середовища, але нам потрібно забезпечити необхідну точність вимірювання. З цих вимог вибираємо необхідний датчик щільності, а саме вібраційний проточний плотномер НПЦ-П21.
Принцип роботи проточного плотномера заснований на вимірюванні частоти коливань двох вібруючих трубок, по яких протікає вимірюваний продукт. Частота перераховується процесором в щільність (г / см 3 )
Мікропроцесорний електронний блок вібраційного плотномера НПЦ-П21 забезпечує статистичну обробку даних від первинного перетворювача і датчика температури, індикацію Реальні показники можуть відрізнятися на вбудованому дисплеї.
Для зв'язку із зовнішнім автоматикою є струмовий вихід (4-20 мА.), Що інформує про величину щільності вимірюваного продукту. Основні технічні дані зведені в таблицю 2.
Таблиця 2 - Технічні характеристики НПЦ-П21
| Робоче середовище | Нафтопродукти, і інші рідини. |
| Показує параметри на дисплеї | Щільність (г / см 3 ) |
| Температура вимірюваного середовища | Від & ndash; 10 ° С до + 95 ° С |
| Діапазон перетворення щільності | Від 0,6 до 2.0 г / см3 |
| Основна похибка перетворення щільності | 0,2% |
| Крок вимірювання температури | 0,5 ° С |
| Вихідний аналоговий сигнал | Постійний струм (4 - 20 мА) (або 0-5В) При навантаженні до 0,26 кОм |
Тобто, ми бачимо, що даний датчик може вносити похибка 0,2%. Подивимося, як зміниться обсяг при зменшенні і збільшенні щільності на 0,2%.
Будемо розглядати все той же відсік бензовоза з об'ємом 8245 літрів, з середньою щільністю 0,75 г / м 3 . Визначено раніше маса 6184 кг.
Розрахуємо, як зміниться щільність, якщо внести похибка + 0,2%.
Тобто, щільність буде змінюватися в межах ± 0,0015 г / м3.
Розрахуємо, як зміниться обсяг, якщо щільність зміниться під впливом вноситься похибки.
Визначаємо середнє значення відхилення від обсягу 8245 літрів.
Похибка нашої системи не повинна перевищувати 50 літрів. З цієї умови можна сказати, що нас задовольняє даний датчик.
Малюнок 3 - Залежність обсягу бензину від щільності.
Малюнок 4 - Залежність обсягу дизельного палива від щільності.
Тобто, можна зробити висновок, що вимірювання щільності необхідно для контролю обсягу нафтопродуктів.
Обгрунтування точності вимірювання рівня
Рівень найважливіший серед всіх параметрів даної системи, так як, знаючи рівень можна дізнатися реальний обсяг палива за допомогою тарировочной таблиці або знаючи параметри відсіку бензовозу.
Похибка вимірювання рівня не повинна перевищувати ± 1%, дані вимоги поставлені за допомогою корпоративних стандартів компанії, які говорять, що обсяг поставленого в АЗК палива повинен мати максимальну похибку ± 50 літрів.
2.3 Обгрунтування вибору датчика рівня
ЕСООТ має на увазі установку датчика рівня в відсік автоцистерни, з цього випливає, що на датчик не впливають фактори зовнішнього середовища, але нам потрібно забезпечити необхідну точність вимірювання. З цих вимог вибираємо необхідний датчик рівня, а саме ємнісний датчик рівня LLS-AF 20310.
За основу роботи даного типу датчика покладено властивість конденсатора змінювати свою ємність при зміні складу і розподілу матеріалу діелектрика, який розділяє пластини конденсатора.
Датчик рівня палива LLS (ДРП LLS) є високоточним вимірювальним приладом, застосовується для визначення обсягу паливно-мастильних матеріалів (бензин, дизельне паливо, масла) в баках транспортних засобів та інших ємностях. Використовується в складі як системи контролю витрат палива (контроль зливів і заправок), так і систем супутникового моніторингу транспорту (GPS) різних виробників.
Також, датчик може використовуватися окремо з індикатором LLD. За принципом вимірювання датчик рівня палива LLS відноситься до ємкісному типу.
Датчик має простий та зручний аналоговий вихід, при цьому напруга на виході не залежить від напруги живлення. Частотний вихід забезпечує частотно-модульований імпульсний сигнал, що видається транзисторним виходом з "відкритим колектором".
Аналогові і частотний виходи мають захист від короткого замикання, неправильного підключення і подачі на них напруги харчування
Таблиця 3 - Характеристики датчика рівня LLS-AF 20310
Характеристика |
Значення |
| Напруга живлення, В | 7-45 |
| Потужність, Вт | Не більше 0,6 |
Зміна рівня |
|
| Період вимірювання, сек | 1 |
| Відносна наведена похибка вимірювання (в діапазоні температур від мінус 60 до + 80 ° С),% | Не більше ± 0,5 |
Частотний вихід |
|
| Максимальна частота, Гц | 2000 |
|
- Нижня межа налаштовується від 30 до 1900Гц - Верхня межа налаштовується від 100 до 2000Гц |
|
| Опір навантаження на частотний вихід, Ом | Не менш 100 |
| Діапазон робочих температур, ° С | Від – 40 до +80 |
| Опір внутрішньої "підтяжки" до полюса напруги живлення, Ом | 1500 |
Тобто, ми бачимо, що даний датчик може вносити похибка 0,5%. Подивимося, як зміниться обсяг при зменшенні і збільшенні рівня на 0,5%.
Будемо розглядати все той же відсік бензовоза з об'ємом 8245 літрів, з середньою щільністю 0,75 г / м 3 . Певна раніше маса 6184 кг.
Розрахуємо, як зміниться щільність, якщо внести похибка + 0,5%.
Тобто, рівень буде змінюватися в межах ± 41,2 л. Таким чином можна зробити висновок, що даний датчик підійде, тому що така похибка менше 50 літрів.
Даний датчик має частотний вихід з сигналом прямокутної форми, тому необхідно скористатися перетворювачем на основі одновібратора для того, щоб отримати на виході аналоговий сигнал, а саме напруга, залежить від частоти, яке буде подаватися до мікропроцесора.
3. Висновок:
Таким чином видно, що для найбільш точного визначення обсягу нафтопродуктів, необхідно знати дані всіх 3 датчиків, які використовуються в електронній системі.
Перелік посилань:
1.Измерения в промышленности: справочник: в 3-х кн., кн. 2: Способы измерения и аппаратура / Под. ред. П. Профоса. – [2-е изд., перераб. и доп.]. – М.: Металлургия, 1990. – 384 с.
2. Изъюрова Г.И. Расчет электронных схем. Примеры и задачи/Г.И. Изъюрова, Г.В. Королев, В.А. Терехов. – М.: Высшая школа, 1987. – 335 с.