Traductor de temperatură

CAPITOLUL 1 DEFINIREA PROBLEMEI

CERINTE FUNCTIONALE

Dispozitivul realizat trebuie sa avertizeze optic si sonor asupra depasirii unei temperaturi maxime stabilite pentru o incinta.

Prin avertizarea depasirii unei temperaturi se intelege:

- masurarea permanenta a temperaturii dintr-o incinta cu ajutorul unui senzor;

- compararea valorii marimii electrice de la iesirea senzorului cu o valoare de referinta;

- avertizarea optica, in cazul depasirii valorii de referinta, cu ajutorul unei diode electroluminescente;

- avertizare sonora, in cazul depasirii valorii de referinta, cu frecventa de 1 kHz si la interval de 1 secunda.

Dispozitivul trebuie sa functioneze in gama de temperaturi cuprinse intre 0 si 100 oC.

Dispozitivul proiectat trebuie sa functioneze in parametrii cu erori minime (max. 1%).

Dispozitivul trebuie sa poata fi exploatat in conditiile de lucru normale stabilite prin tema de cercetare-proiectare (24 ore/zi).

CAPITOLUL 2 ANALIZA PROBLEMEI

Dispozitivul realizat trebuie sa se alimenteze direct de la reteaua de 220 V ac.

Dispozitivul trebuie sa cuprinda urmatoarele blocuri functionale:

- sursa alimentare 12 Vcc;

- senzor de temperatura tip LM35;

- circuit adaptor a senzorului cu circuitul basculant;

- circuit basculant tip trigger Schmitt;

- circuit avertizare optica cu LED, care cuprinde:

- oscilator pe frecventa 1 Hz;

- circuit avertizare sonora, care cuprinde:

- oscilator pe frecventa 1 kHz;

- amplificator audio;

- traductor electromagnetic (difuzor).

CAPITOLUL 3 PROIECTARE

3.1 PROIECTARE DE BAZA

3.1.1 INTRODUCERE

Temperatura este marimea neelectrica cea mai des masurata. Senzorii de temperatura folositi in automatizari au o mare varietate, datorita gamei largi de temperatura care se masoara, precum si preciziei cu care se masoara intr-un anumit domeniu.

In sistemul international de unitati de masura, pentru masurarea temperaturii corpurilor, se utilizeaza scara de temperatura termodinamica stabilita pe baza a sase temperaturi fixe reproductibile definite de starile de echilibru ale unor materiale la presiunea normala de 101325 Pa. In cadrul acestei scari, unitatea de temperatura termodinamica este Kelvinul (K) definit ca fractiunea 1/273,16 din temperatura termodinamica a punctului triplu al apei.

Eroarea de masura se datoreaza in primul rand, efectelor de schimb de caldura dintre senzor si mediu. Evaluarea erorii de masurare se face prin calculul raspunsului senzorului, aceasta eroare fiind cu atat mai mica cu cat conductanta termica senzor-corp este mai mare. O alta sursa de eroare poate fi incalzirea senzorului datorita curentului propriu care trece prin senzor (mai ales in cazul traductoarelor parametrice).

Marea varietate a traductoarelor se mai datoreaza si caracteristicilor constructive ale lor, care sunt determinate de mediile in care ele trebuie sa functioneze.

Fenomenele care stau la baza functionarii senzorilor de temperatura prezinta la fel o mare diversificare. Conversia temperatura-marime electrica, facuta de senzor, se realizeaza pe baza efectelor produse de campul termic asupra diferitelor materiale conductoare sau semiconductoare.

Efectele produse de temperatura asupra diferitelor corpuri cu care vin in contact direct sau indirect sunt: dilatarea, modificarea dimensiunilor solidelor sau modificarea volumului lichidelor, variatia conductivitatii electrice la materiale conductoare sau semiconductoare, modificarea proprietatilor magnetice in cazul unor materiale magnetizabile, aparitia si variatia unei tensiuni electromotoare (pentru senzori activi), variatia intensitatii si a spectrului radiatiei emise de corp, precum si modificarea frecventei de rezonanta proprie a materialului.

Traductoarele de temperatura, pe langa realizarea conversiei temperatura-marime electrica, trebuie sa aiba si alte proprietati, cum sunt: sensibilitate, reproductibilitate, timp de raspuns mic, liniaritate pe un domeniu cat mai mare, montare si interschimbabilitate rapida si usoara. Ele trebuie sa fie protejate impotriva unor eventuale actiuni distructive mecanice sau chimice. Aceste protectii, care se adauga in timpul realizarii traductoarelor, duc la scaderea performantelor acestora.