Роз’єм паяється безпосередньо на плату, яка входить між рядами контактів. Інша сторона плати виконана подовженою і виходить за межі корпуса роз’єма. В цю частину плати впаяний 3-х контактний гвинтовий термінал (рис. 2.8).

Рисунок 2.8 - Рисунок друкованої плати адаптера.

До гвинтового терміналу підключається мікросхема термометра за допомогою проводів, довжина яких може складати до кілька метрів. Датчик термометра упаковується в алюмінієвий корпус електролітичного конденсатора відповідного діаметру, а весь вільний об’єм заповнюється теплопровідною пастою. Зверху такий стакан герметизується.

Програма ds1820.exe працює під Win95/98/ME/NT та дозволяє зчитувати і відображати покази термометра, а також зчитувати серійний номер і програмувати два байти користувачі. Ця програма крім термометра DS18S20 підтримує і його попередника DS1820.

Вигляд головного вікна програми показаний на рис. 2.9.

Рисунок 2.9 - Вигляд головного вікна програми.

Вікно має наступні елементи керування:

Поле Device ID, куди виводиться код сімейства 1-провідного пристрою. Для DS1820 і DS18S20 він рівний 10h.

Поле Device Name, де приводиться розшифровка типу пристрою.

Поле Serial number, куди виводиться серійний номер, записаний в ПЗУ.

Поле CRC, де відображається результат перевірки контрольної суми (OK або FAIL).

Поле TH / User byte 1, куди можна ввести значення в шістнадцятковій формі, яке буде записано в регістр TH.

Поле TL / User byte 2, куди можна ввести значення в шістнадцятковій формі, яке буде записано в регістр TL.

Кнопка Start запускає процес вимірювання температури. Перетворення виконуються періодично, а виміряна величина виводиться в поле температури. Дискретність представлення складає 0.1°C, що досягається додатковими обчисленнями.

Кнопка Exit дозволяє вийти із програми.

Крім того, вверху вікна є меню, яке складається із трьох пунктів: Port, Utilites і Help.

Рисунок 2.10 - Меню Port в розгорнутому вигляді.

Меню Port в розгорнутому вигляді показане на рис. 2.10. Це меню дозволяє відкрити один із чотирьох портів COM1 – COM4. Крім того меню дозволяє закрити порт і вийти із програми. В списку активні тільки доступні порти (тобто ті, які фізично присутні і не зайняті в даний момент іншими програмами і пристроями). Коли порт відкривається, перевіряється наявність на цьому порту адаптера. Якщо адаптер не виявлений, виводиться відповідне повідомлення (рис. 2.11):

Рисунок 2.11 - Повідомлення про помилку при відсутності адаптера.

Меню Help містить рисунок принципової схеми адаптера і відомості про розробників програми.

Для зберігання установок програма використовує ini-файл, який створюється автоматично в тій ж директорії, де розміщений ехе-файл. В ini-файлі міститься інформація про розміщення вікна програми і номер СОМ-порту, який використовується:

[General]

Left=427

Top=295

COM port=2

Якщо в існуючому ini-файлі вказаний номер СОМ-порту, який на момент запуску програми зайнятий або відсутній, виводиться повідомлення (рис. 2.12):

Рисунок 2.12 – Повідомлення про помилку при недоступності порту.

Меню Utilites (рис. 2.13) містить три пункти:

Read ROM – зчитування вмісту ПЗУ (код сімейства, серійний номер), а також зчитування TH і TL.

Start Conv – дублює кнопку Start основного вікна.

Write User Bytes – записує значення TH і TL, які введені у відповідних полях.

Рисунок 2.13 - Меню Utilites у розгорнутому вигляді.

Розроблена інформаційно-вимірювальна система для дослідження температурних режимів трубопроводів малих діаметрів, відповідне програмне забезпечення та здійснена технічна реалізація системи дасть можливість швидко і з достатньою точністю проводити вимірювання температури газу.

3 МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ТЕМПЕРАТУРИ ГАЗУ

3.1 Метрологічний аналіз похибки термометра DS18S20

Термометр DS18S20 вже прокалібрований на заводі, точність становить 0.5°С в діапазоні -10..+85°С і 2°С по всьому діапазоні робочих температур. Типова крива похибки вимірювань температури наведена на рис. 3.1.

Рисунок 3.1- Типова крива похибки термометра DS18S20.

В роботі [26] доведено, що температура газу на виході з лічильника, залежно від пори року, становить плюс 7 – плюс 21 °С. В цьому діапазоні температур, як видно із рис. 3.1, границі похибки становлять 0,05°С. В абсолютному виражені ця похибка складатиме 0,1 °С, що повністю задовольняє вимогам нормативних документів [17].

Отримати нові метрологічні характеристики термометра DS18S20 можна тільки у випадку здійснення державної метрологічної атестації. В такому випадку можна підвищити точність вимірювання температури до 0,1 °С, але за умови одночасної зміни іншого метрологічного параметра – звуження діапазону вимірювань термометра від 7 до 21 °С.

3.2 Метрологічна атестація каналів вимірювання температури розробленої інформаційно-вимірювальної системи

3.2.1 Засоби вимірювальної техніки, що використовуються при атестації

Таблиця 3.1 – Перелік засобів вимірювальної техніки, що використовуються при метрологічній атестації каналів вимірювання температури

Номер п/п | ЗВТ і допоміжні засоби,

що використовуються при атестації

1 | Засоби вимірювальної техніки, що входять в комплект випробувальної установки

2 | Термостат рідинний, діапазон підтримування та регулювання температури від 10 до 30 °С, підтримування заданої температури в часі з похибкою до 0,05 °С

3 | Термометр ртутний ТЛ-4, діапазон вимірювань від 0 до 50 °С, ціна поділки 0,1°С

Допускається використовувати під час атестації інші засоби вимірювальної техніки, які за своїми метрологічними та технічними характеристиками задовольняють вимоги цього документа.

3.2.2 Умови атестації

Метрологічна атестація каналів вимірювання температури проводиться за наступних умов:

- температура робочого середовища і навколишнього повітря (20 2) °С;

- відносна вологість навколишнього повітря до 80 %;

- атмосферний тиск від 84,0 до 106,7 кПа;

- відсутність вібрації, ударів, магнітних полів (крім земних), трясіння, які впливають на роботу повірочної установки;

- використання в якості робочого середовища повітря.

3.2.3 Порядок дослідження метрологічних характеристик каналів вимірювання температури

Проводять демонтаж ЗВТ температури установки і занурюють їх в ванну термостата (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Схема повірки каналів вимірювання температури установки

Умовні позначення:

1 – Термостат; 2 – ЗВТ температури повірочної установки; 3 – Термометр термостата; 4 - Пульт керування та індикації термостата; 5 – ПЕОМ