Цифровой индикатор форвакуума на датчике ПМТ-4М

Full Text

Описана конструкция измерителя давления форвакуума датчиком ПМТ-4М, представляющая результаты измерения на дисплее в четырех форматах: напряжение от термопары; линейный индикатор напряжения; давление, определенное по калибровочной кривой датчика; значения тока нагревателя термопары.

Конструкция индикатора представлена на рис. 1. Аналоговая часть состоит из усилителя напряжения термопары (контакты X₁, Х₂) на сдвоенном операционном усилителе DA₁ с коэффициентом усиления 200 и стабилизатора тока нагревателя в диапазоне 90-150 мА (контакты X₃, Х₄) на микросхеме DA₂. Напряжение питания усилителя DA₁ равняется ±5 В.

Рис. 1. Схема индикатора: DA₁ – LM358, DA₂ – LM317-T, DD₁ – PIC16F73, VD₁ – LM285-2.5, LCD – MT-10S1-2YLG. Многооборотные сопротивления R₈ и R₁₁ – установки нуля усилителя и тока нагревателя соответственно. Стандартные цепи микроконтроллера (reset, подсоединение питания, заземления и кварца частотой 7.372 МГц) не показаны.

Порты микроконтроллера DD₁ PIC16F73 программируются следующим образом:

TRISA = 0xFF порт A на ввод,

ADCON1 = %10000101 вводы RA_0,1 – АЦП, RA₃ = V_ref = 2.56 В,

TRISB = 0 порт B на вывод,

PORTB = 0

TRISC = %10001000 бит RC₃ на ввод, биты RC_6,7 обслуживают обмен по RS232.

Цикл измерения давления и опроса кнопки SA₁ выполняется раз в секунду. Выходное напряжение усилителя V₁ и падение напряжения V₂ на сопротивлении R₁₄, пропорциональное току нагревателя, преобразуются в 8-битные коды (соответственно code1 и code2). Напряжение термопары в милливольтах задается формулой V_c = code1/20.48. Давление p в Торрах в диапазоне 0.5 мВ ≤ V₁ ≤ 10мВ аппроксимируется формулой

$y=\sum _{n=0}^5{a}_n{(V_c·0.1)}^n,p=y^4$

где коэффициенты a_n имеют следующие значения: a₀ = 0.81219, a₁ = -2.33305, a₂ = 6.81974, a₃= -12.93559, a₄ = 12.91515, a₅= -5.16641.

Формат индикации на однострочном десятизначном дисплее LCD выбирается нажатием кнопки SA₁. По умолчанию устанавливается отображение напряжения на термопаре в милливольтах: “5.82 mV”. При напряжении менее 0.5 мВ на дисплей выводится значение “0.5 mV”. Одно нажатие приводит к индикации напряжения термопары в диапазоне 0–10 мВ в режиме линейного индикатора (||||||||||||||||||||||||||), два нажатия – к выводу показаний в Торрах (0.0152 Torr), три нажатия к показу значения тока нагревателя в мА (129 mA). Показания дисплея в режимах “mV” и “Torr” передаются на TTL-уровнях в формате “9600,8,N,1” с выхода T_x.

Прошивка контроллера PMT_73.hex расположена по ссылке jet@ras.ru

About the authors

В. Л. Цымбаленко

Author for correspondence.
Email: VLT49@yandex.ru
Russian Federation, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Indicator circuit: DA1 – LM358, DA2 – LM317-T, DD1 – PIC16F73, VD1 – LM285-2.5, LCD – MT-10S1-2YLG. Multi-turn resistors R8 and R11 – amplifier zero and heater current settings, respectively. Standard microcontroller circuits (reset, power supply, grounding and 7.372 MHz quartz connection) are not shown.

Download (234KB)

Indexing metadata