Ćwicz. 2 Sensory i elementy wykonawcze SiEW/CT Temat

Ćwicz. 2
Sensory i elementy wykonawcze
Temat ćwiczenia:
SiEW/CT
CZUJNIKI TEMPERATURY
1. Wprowadzenie
W ćwiczeniu wykorzystywane są dwa czujniki temperatury:
a) czujnik TMP03 firmy Analog Devices,
b) termometr cyfrowy DS1820 f-my Dallas Semiconductor.
TMP03 zawiera monolityczny czujnik temperatury o napięciu wyjściowym proporcjonalnym do temperatury. Napięcie to przetwarzane jest w modulatorze cyfrowym, na wyjściu
modulatora powstaje przebieg prostokątny (o stałej częstotliwości) którego współczynnik
wypełnienia zależy od temperatury. Dokładny jego opis znajduje się w internecie [1].
DS1820 jest cyfrowym czujnikiem temperatury z interfejsem „1- wire” [2], umożliwiającym przesyłanie danych pomiarowych jednym przewodem (opcjonalnie przewidziane jest
dodatkowo zasilanie). W przypadku połączenia bez opcji dodatkowego zasilania energia do
zasilania układu czerpana jest bezpośrednio z linii danych. Sensor nie wymaga dołączania
żadnych elementów zewnętrznych, a pomiar temperatury może być przeprowadzany w zakresie
–55 ÷ +125˚C z dokładnością 0,5˚C. Rozdzielczość konwersji odpowiada 9 bitom, czas
konwersji wynosi 200 ms. Każdy sensor posiada w pamięci wewnętrznej własny, unikalny,
48-bitowy numer identyfikacyjny, co umożliwia podłączenie wielu czujników przy pomocy tej
samej linii danych.
2. Zestaw aparatury
1. Zasilacz napięcia stałego +5V/0.1A;
2. Zestaw demonstracyjny z dwoma termometrami DS1820;
3. Mikroprocesorowy zestaw pomiarowy z czujnikiem TMP03 i zasilaczem stabilizowanym
12V/500mA;
4. Komora grzewcza.
5. Komputer
6. Oscyloskop DSO
3. Zadania
3.1. Otworzyć obudowę układu do badania czujników termicznych i podłączyć we właściwe
miejsca czujniki DS1820 oraz TMP03 – opis na płytce (instrukcja - rysunek nr1). Podłączyć
oscyloskop do czujnika DS1820 – do obu czujników dołączone są dwa krótkie kable (czarny
masa, biały sygnał). Odczytać temperaturę pokojową, mierzoną czujnikami i porównać z
wynikiem pomiaru przy pomocy termometru rtęciowego.
3.2. Zsynchronizować oscyloskop z sygnałem obserwowanym na czujniku DS1820 – tak ustawić
podstawę czasu oscyloskopu by na ekranie widać było cały sygnał z zakodowaną
317570736
1
21/07/2017
Ćwicz. 2
Sensory i elementy wykonawcze
SiEW/CT
temperaturą.
Zmierzyć, za pomocą markerów, czas trwania całego sygnału oraz
charakterystycznych jego części. Obraz sygnału, z ustawionymi markerami, przekopiować
do sprawozdania.
3.3. Zmienić nastawę podstawy czasu tak by można było ustalić częstotliwość wysyłania
protokołów przez czujnik – dokonać jej pomiaru. Obraz z ustawionymi markerami
udokumentować w sprawozdaniu.
3.4. Przywrócić ustawienia podstawy czasu oscyloskopu ja w p. 3.2. Włączyć zoom i ostawić go
w część zawierającą zakodowaną temperaturę – koniec długiego fragmentu protokołu.
Sprawdzić czy wraz ze zmianą temperatury zmienia się zapis w protokole. Upewnić się, że
zmiana temperatury nie wpływa na ostatnią krótszą cześć protokołu.
3.5 Podłączyć oscyloskop do czujnika TM03. zsynchronizować go tak by uzyskać stabilny obraz
Dokonać takiego
Przekopiować obraz sygnału do sprawozdania. podstawę czasu
oscyloskopu ustawić tak by uzyskać obraz kilku impulsów sygnału z czujnika. Ustawić
zoom (parametry 5ms/50s) na pierwsze zbocze po zboczu synchronizującym i sprawdzić
czy zachodzi jego przesunięcie w funkcji temperatury. Dokonać podobnych obserwacji dla
drugiego zbocza. Przeprowadzić pomiar tego przesunięcia.
3.6. Sensory TMP03 i DS1820 oraz termometr rtęciowy umieścić we wnętrzu komory grzewczej.
Zarejestrować wyniki pomiarów temperatury sensorami TMP03 i DS1820, w funkcji
temperatury. Temperaturę wewnątrz komory zmieniać od temperatury pokojowej do
wartości maksymalnej +80˚C.
4. Opracowanie
4.1. Wykreślić charakterystyki T(Twz) zmierzone w punkcie 3.3.
4.2. Porównać wyniki pomiarów temperatury przy pomocy termometru TMP03 i sensora
DS1820.
4.3. Przedyskutować liniowość i dokładność badanych sensorów temperatury.
4.4. Wyjaśnić zasadę pracy interfejsu 1-wire (dane katalogowe układu DS1820 –
www.maxim-ic.com).
4.5. Wyjaśnić zasadę pracy czujnika
www.analog.com).
TMP03
(dane
katalogowe
układu
TMP03
5. Literatura:
1. http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/TMP03_04.pdf
2. http://www.micropik.com/PDF/ds1820.pdf
3. http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS18B20.pdf
317570736
2
21/07/2017
–