Читайте также:
|
Задача состоит в разработке лабораторного стенда главной частью которого является термостат с расположенными внутрь него исследуемыми диодами. В набор диодов вошли Д7Ж, Д202 и Д226. Эти диоды были использованы в лабораторных стендах предыдущих поколений и соответствуют главному требованию – они являются плоскостными. Кроме того, они достаточно дёшевы. Термостат должен состоять из жаропрочной герметичной коробки и нагревателя. Герметичность необходима для более точного контроля температуры. Поскольку покупка отдельного термометра для стенда была признана слишком дорогостоящей, принято решение о косвенном контроле температуры. То есть не непосредственно визуально, а с помощью установления некоторого постоянного тока в нагревателе, при котором мощность, выделяемая нагревателем, будет равна мощности, рассеиваемой в окружающую среду, и замера установившейся температуры в термостате с помощью доступных на стадии разработки средств. Затем при выполнении работы достаточно выставить то значение тока в нагревателе, которому соответствует требуемая температура.
Для построения ВАХ диодов по точкам достаточно управляемого источника питания. Но питание должно идти ещё и на нагреватель, причём постоянно. Поэтому необходимо создать в стенде два регулятора напряжения независимых друг от друга: один для генератора постоянного тока, используемого для измерения статических характеристик диодов, второй для нагревателя.
Таким образом, для контроля напряжения и тока на самих диодах необходимы отдельные вольтметр (В) и амперметр (А). Также для наблюдения поведения диодов при подаче на них переменного напряжения необходимо подключать генератор звуковых частот (ГЗЧ) и осциллограф (О). Кроме того нужен переключатель между диодами. То есть в дополнение к термостату необходимо устройство коммутации и управления (УКУ). И если устройство термостата очень просто и требует всего лишь поверхностного монтажа деталей, то для УКУ необходимо делать несложную печатную плату с размещёнными на ней микросхемами регуляторов напряжения.
Итак, определившись с основными составляющими мы получили общий вид устройства. Исходя из этого строим структурную схему прибора, изображенную на рисунке 2.1.
Учитывая требования техники безопасности и небольшие потребности нашего прибора, решаем использовать в качестве стандартного блок питания примерно на 12..15В с возможностью ограничения тока в нагрузке. Такой образец был предоставлен лабораторией кафедры.
2.2 Разработка принципиальной схемы устройства.
За основу регуляторов была взята микросхема lm317t (аналог ен12), так как способна работать в диапазоне напряжений до 45В и пропускать ток до 1,5А, что позволяет использовать не только стандартный блок питания, а также служит некоторой гарантией от перегорания вследствие скачков напряжения в сети.
Напряжение на выходе стабилизатора определяется по формуле
Uвых1=1.25(1+R2/R1) (2.1)
Uвых2=1.25(1+R4/R3) (2.2)
R5 – ограничивающий резистор.
R6 – нагрузка при работе с генератором, также используется для определения величины тока в диоде (R6=1кОм)
RН – высокомощный резистор в качестве нагревателя.
Переключатель П1 меняет полярность постоянного напряжения.
Переключателем П2 осуществляется выбор ГЗЧ генератора с осциллографом либо внутреннего генератора постоянного тока.
П3 – выбирает исследуемый диод.
2.3 Внешний вид устройства.
Внешне устройство представляет собой две жестко скрепленные коробки с общими габаритами 140*105*75 мм
Лицевая панель представлена на рисунке 2.3. Для удобства пользования элементы управления разделены на зоны разных цветов.
Розовая зона – управление нагревателем. Выключатель 1 – Включение и выключение нагревателя. Регулятор 2 – установка желаемой температуры.
Серая зона – управление внутренним генератором постоянного тока. Выключатель 3 – Включение и выключение генератора. Переключатель 4 – установка полярности подаваемого напряжения. Регулятор 5 – установка напряжения на выходе генератора.
Белая зона – коммутатор. Переключатель 6 осуществляет переключение между внутренним и внешним генераторами.
Чёрная зона – управление блоком диодов. Переключатель 7 – подключает один из трёх исследуемых диодов.
Красная и синяя зоны – клеммы для подключения соответственно положительных и отрицательных контактов внешних устройств. 8 и 9 – подключение внешнего блока питания. 10 и 11 – вольтметра. 12 и 13 – амперметра. 14 и 15 – внешнего генератора. 16 и 17 – осциллографа.
3 Практическая часть
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 105 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |