Оптический пирометр

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптический пирометр



Содержание

Введение

1. Преимущества пирометрических методов

2. Обзорная часть

2.1 Физические основы бесконтактного измерения температуры

2.2 Оптический спектр электромагнитных колебаний

2.3 Основные параметры и характеристики излучателей

2.4 Виды температур

2.5 Законы теплового излучения

2.6 Обзор пирометров

2.7 Обзор патентов

3. Разработка структурной схемы

4. Расчет и выбор основных элементов схемы пирометра

4.1 Выбор защитного стекла

4.2 Расчет и выбор собирающей линзы

4.3 Выбор оптоволоконного световода

4.4 Расчет и выбор фотодиода

4.5 Расчет предварительного усилителя

4.6 Выбор микроконтроллера

4.7 Выбор ЖКИ

4.8 Расчет блока питания

5.Расчет статической характеристики прибора

Заключение

Список литературы

Приложение



Введение

В последнее время существенно возросли требования к качеству управления технологическими процессами и объектами в различных отраслях промышленности, и как следствие - необходимость широкого внедрения информационно-измерительных систем и технологий, в которых информация о контролируемых физических величинах получается с помощью первичных измерительных преобразователей.

При этом наиболее широко используемой физической величиной является температура, измерение и контроль которой сейчас необходим практически во всех отраслях промышленности.

Пирометры - бесконтактные измерители температуры по-прежнему являются незаменимыми элементами цепей контроля и управления в целом ряде отраслей промышленности - металлургической, машиностроительной, электронной, химической, медико-биологической и т.д. Им нет альтернативы при измерении температуры движущихся (например, металл на прокатном стане), труднодоступных или находящихся в опасных зонах (подстанции высокого напряжения) объектов.

Использование современной элементной базы существенно расширило возможности этих приборов и позволило наделить их новыми свойствами - помимо измерения они могут теперь проводить обработку полученной информации и осуществлять сложные действия по управлению технологическим процессом.

Снизился их вес, уменьшились габариты, приборы стали проще и удобнее в эксплуатации.

Все это оказалось возможным благодаря применению в приборах новой элементной базы, включающей микропроцессоры. Использование электроники нового поколения позволило также снизить процент отказов приборов как за счет уменьшения количества используемых элементов, так и за счет высокой надежности каждого из них. Кроме того, более корректно учитывается влияние излучательной способности измеряемого объекта и температуры окружающей среды, что позволило повысить точность измерений.



1. Преимущества пирометрических методов

Преимуществами пирометрических (бесконтактных) методов измерения температуры перед контактными являются: высокое быстродействие, определяемое типом приемника излучения и схемой обработки электрических сигналов. При использовании квантовых приемников излучения (фотодиодов) и быстродействующих аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) постоянная времени может составлять 102 --106 с; возможность измерения температуры движущихся объектов и элементов оборудования, находящихся под высоким напряжением; отсутствие искажения температурного поля объекта контроля, что особенно актуально при измерении температуры материалов с низкой теплопроводностью (дерево, пластик и др.), а также риска повреждения поверхности и формы в случае мягких (пластичных) объектов; возможность измерения высоких температур, при которых либо невозможно применение контактных средств измерения, либо время их работы очень невелико; возможность работы в условиях повышенной радиации и температуры окружающей среды (до 250 °С) при разнесении приемной головки и электроники пирометра с помощью оптоволоконного кабеля.

Общее число применяемых пирометров в России, по оценке ВНИИМ 50-70 тысяч. Структура парка включает следующие основные группы приборов: пирометрический бесконтактный температура электромагнитный

- сканирующие пирометры (тепловизоры) - 3-5%;

- пирометры полного и частичного излучения - 70-75%;

- пирометры спектрального отношения - 10-15%;

- монохроматические пирометры -15-20%.



2. Обзорная часть

2.1 Физические основы бесконтактного измерения температуры

[2] Любое тело с температурой Т выше абсолютного нуля Т0=-273єC испускает из-за движения атомов и молекул электромагнитное излучение. Измерительные приборы, определяющие температуру по этому инфракрасному излучению, именуются инфракрасными термометрами, пирометрами излучения или сокращенно пирометрами.

Рисунок 2.1- Электромагнитное излучение

Диапазон длины волн, который является значимым для бесконтактного измерения температуры, составляет приблизительно 0,5 - 20 мкм. В этом диапазоне излучение по своей природу обозначается как тепловое излучение или инфракрасное излучение.

Рисунок 2.2- Спектр длин волн

2.2 Оптический спектр электромагнитных колебаний

Распределение энергии излучения в зависимости от длины волны или частоты принято называть его спектром. В значительной степени условно принято делить спектр электромагнитных колебаний на радиодиапазон (длина волны л, меняется от 1 мм до нескольких десятков километров), оптический диапазон (л меняется от 1 нм = 10-3 мкм до 1 мм) и рентгеновский диапазон (л = 10-5...10-3 мкм). Весьма широкий оптический диапазон в свою очередь подразделяют на ИК область (от 0,76 мкм до 1 мм), видимую (0,4...0,76 мкм) и УФ область (10-3...0,4 мкм). Инфракрасная область делится на коротковолновый участок (0,76...1,5 мкм); средневолновый (1,5...20 мкм) и длинноволновый (от 20 мкм до 1 мм).

В зависимости от характера распределения энергии излучения по спектру источники излучения принято делить на источники с непрерывным спектром, к которым в первую очередь относятся источники теплового излучения (излучения, возникающего в результате теплового возбуждения частиц вещества: атомов, молекул, ионов), источники с полосовым и линейчатым спектрами, к которым относятся люминесцентные излучатели и лазеры, а также источники смешанного типа, излучение которых наряду со сплошным спектром имеет отдельные заметные полосы или линии.

Элементарными источниками излучения являются атомы и молекулы вещества. Атомарное излучение происходит при переходе электронов с одного энергетического уровня (более высокого) на другой. Каждому типу перехода соответствует монохроматическое излучение. Излучение молекул возникает при их колебательном и вращательном движениях, причем спектр вращательного движения молекул расположен в более длинноволновой области (обычно в длинноволновой ИК области). Монохроматическое излучение, т. е. излучение с практически одной частотой н или длиной волны л = c / н, где c - скорость распространения излучения, можно представить как поток квантов с одинаковой энергией: E = hн = hc / н , где h = 6,626*10-34 Дж*с - постоянная Планка.

2.3 Основные параметры и характеристики излучателей

Важнейшими параметрами и характеристиками излучателей, которые необходимо знать при разработке пирометров, являются мощность, энергия излучения, светимость, яркость, сила излучения, а также спектральные плотности этих величин или закономерности их распределения по спектру длин волн. Для сравнения различных излучателей целесообразно иметь общий эталон. Им является черное тело, или идеальный излучатель, которым называется тепловой излучатель, имеющий при заданной температуре для всех длин волн максимально возможную спектральную плотность энергетической светимости. Черное тело полностью поглощает все падающие на него излучения независимо от длины волны, поляризации и направления падения.

Интенсивность инфракрасного излучения наряду с температурой также зависит от материала и свойств поверхности объекта измерения. Каждый материал имеет определенную способность испускать инфракрасное излучение. Способность излучения характеризуется постоянной материала, так называемым коэффициентом излучения. Эта способность пересчитывается на идеальный излучатель или черное тело.

Коэффициент излучения идеального излучателя = 1;

Коэффициент излучения реального излучателя < 1.

е - отношение энергетической светимости тела к энергетической светимости черного тела при той же температуре, а также коэффициентом направленного излучения, являющимся отношением энергетической яркости тела в некотором направлении к энергетической яркости черного тела при той же температуре.

Рисунок 2.3- Черное тело/ серое тело/ цветной излучатель

Факторы, влияющие на коэффициент излучения

Коэффициент излучения, который описывает свойства излучения материала, зависит от следующих факторов:

а) . Коэффициент излучения среди прочего зависит от материала, поверхностей объекта и агрегатного состояния. Металлы, например, часто имеют низкий коэффициент излучения, который очень зависит от свойства поверхностей. Светлые металлы имеют низкий коэффициент излучения. Посредством изменения поверхности в процессе производства или обработки, к примеру, окалины, образования оксидного слоя, потускнения, коэффициент излучения может сильно возрасти. Черный металл и сталь в твердом состоянии лучше подвергать коротковолновому измерению, так как коэффициент излучения у коротких длин волн выше.

б)

Рисунок 2.4- Коэффициент излучения различных материалов в зависимости от длины волн

Длина волн, при которой работает соответствующий параметр, также влияет на коэффициент излучения. Это свойство значительно ограничивается на металлах. Чистые металлы при более коротких волнах обладают лучшими излучающими способностями. Уже по этой причине действует основное правило, в любом случае проводить измерение с наиболее короткими волнами.

Неправильно установленный коэффициент излучения ведет к индикации температуры, которая отличается от истинной температуры. Если коэффициент излучения установлен слишком высоким, индикация слишком низкая и наоборот. Величина этого отклонения зависит от длины волны пирометра. Из физических формул следует, что влияние неправильно установленного коэффициента излучения у пирометров с короткими длинами волн более незначительно. Из вышесказанного следует, что:

- у металлов коэффициент излучения падает с увеличением длины волн;

- из-за экспоненциального характера колебания коэффициента излучения оказывают более сильное воздействие при более низком абсолютном коэффициенте излучения;

-чем более узкополосным является диапазон длин волн пирометра, тем меньшее воздействие оказывают изменения коэффициента излучения в зависимости от температуры при измерении на "цветных излучателях";

- чем более коротковолново измеряет пирометр, тем более нечувствительно реагирует на колебания коэффициента излучения или пропускные потери через атмосферу в ходе лучей.

в) Свойства излучения конкретно у металлов также зависят от температуры.

Рисунок 2.5- Изменение е различных материалов в зависимости от температуры

В большинстве случаев е нарастает с ростом температуры. К примеру, светлые металлы при низких температурах имеют такой низкий коэффициент излучения, что энергия является слишком низкой, чтобы осуществить пирометрическое измерение температуры. При нагреве металла выше точки накаливания изменяется структура и тем самым также и коэффициент излучения. В этом состоянии металлы очень хорошо измеряются при е около 80%. Коэффициент излучения снова значительно изменяется (сокращается до 35%), когда металл плавится. Цветные металлы имеют как правило очень плохие свойства излучения, так что осуществление пирометрического измерения температуры достаточно сложно.

Для низкого диапазона температуры: светлые поверхности имеют очень низкий коэффициент излучения и тем самым высокий коэффициент отражения. Оксидированные поверхности - высокий.

Для раскаленных металлов: высокий и постоянный коэффициент излучения, так что измерение может быть успешно реализовано.

При плавке металла: измерение очень затруднено, так как расплавленный металл имеет очень низкий коэффициент излучения и на поверхности очень быстро образуются оксиды и шлаки, которые приводят к слишком сильным колебаниям коэффициентов излучения и неустойчивым соотношениям коэффициентов излучения.

2.4 Виды температур

[3] Яркостная температура - это температура черного тела, при которой на какой-либо длине волны оно имеет ту же спектральную плотность энергетической яркости, что и рассматриваемое тело. Из определения черного тела и данного определения ясно, что яркостная температура всегда меньше реальной температуры тела.

Температурой распределения называется температура эквивалентного черного тела, при которой излучение данного тела в видимой части спектра практически идентично излучению черного тела.

Температура черного тела, при которой его излучение имеет ту же цветность, что и рассматриваемое излучение, называется цветовой.

Радиационная температура - это температура черного тела, имеющего такую же суммарную (по всему спектру) энергетическую светимость, что и данный селективный излучатель.

2.5 Законы теплового излучения

[6] Закон Кирхгофа: в точке поверхности теплового излучателя при любой температуре и любой длине волны спектральный коэффициент направленного излучения для заданного направления равен спектральному коэффициенту поглощения для противоположно направленного неполяризованного излучения. Иначе, чем больше тело поглощает энергии, тем больше оно ее излучает, т. е.

Meл1 / aл1 = Meл2 / aл2 =…= Meлn / aлn = Meлчт (1)

где

Meлчт - спектральная плотность энергетической светимости черного тела; aл - спектральный коэффициент поглощения.

В соответствии с законом сохранения энергии для любого тела

aл+сл+фл = 1, (2)

где сл и фл - коэффициенты отражения и пропускания соответственно. Поэтому для непрозрачных тел с фл = 0 коэффициент aл = 1-сл, т.е. по закону Кирхгофа тела с хорошей отражательной способностью являются плохими излучателями.

Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры, т.е.

Me = уT4, (3)

где

у = 5,66971*10-8Вт*м-2*K-4

- постоянная Стефана-Больцмана.

Для любого излучателя

Meл = eлTMeлчт , где елT

- спектральный коэффициент излучения данного тела.

Для серого тела

елT = f(T) = еT ; Meс.T = еTуT4 .

Закон Планка описывает распределение энергии по спектру длин волн:

Meл = Me(л,T) = C1л-5[exp(C2 / лT )-1] -1 (4)

где C1 = 3,7415*10-16Вт*м2 ; C2 = 1,43879*10-2м*K .

При лT < 3000 мкм*К для практических вычислений формулу (3.8) можно представить в виде

Meл = C1л-5exp(-C2 / лT) (5)

Закон Планка позволяет рассчитать энергетическую светимость черного тела MДл, а, следовательно, и поток его излучения, приходящийся на заданный или выбранный спектральный диапазон

Дл = л2-л1 .

Если задаться целью определить длину волны излучения, соответствующую максимуму кривой Meлf(л), т. е. найти экстремум функции Meл, то получим так называемый закон Голицына-Вина:

лmax = 2898 / T (6)

Здесь лmax берется в микрометрах, а T - в Кельвинах.

На практике часто закон Голицына-Вина используют в следующем виде: лmax = 3000 / T .

Закон Голицына-Вина указывает, что с увеличением температуры излучателя максимум излучения сдвигается влево по спектру длин волн л, поэтому он называется также законом смещения.

2.6 Обзор пирометров

Общие сведения

Пирометр - это средство измерения температуры по тепловому излучению объекта, предназначенное для отображения значения температуры на индикаторе прибора или преобразования в аналоговый или цифровой сигнал. Пирометры способны измерять температуру круговой зоны, ограниченной полем зрения прибора и усредняют температуру в пределах данной зоны. Зона видимости пирометра зависит от расстояния до объекта и от оптического разрешения пирометра, таким образом варьируя эти два параметра, с помощью пирометра можно измерять как температуру тонкой проволоки, так и среднюю температуру поверхности кузова автомобиля перед покраской.

[15] Назначение пирометров

измерение температуры удаленных и труднодоступных объектов;

измерение температуры движущихся частей;

обследование частей, находящихся под напряжением;

контроль высокотемпературных процессов;

регистрация быстро изменяющихся температур;

измерение температуры тонкого поверхностного слоя;

обследование частей, не допускающих прикосновения;

обследование материалов с низкой теплопроводностью или теплоемкостью;

экспресс - измерения.

Области применения пирометров

медицина;

теплоэнергетика: котлы, турбины, бойлеры, теплотрассы, паропроводы;

электроэнергетика: трансформаторы, кабели, контакты, шины под напряжением;

металлургия и металлообработка: печи, станы, прессы;

электроника: контроль температуры элементов и деталей;

диагностика двигателей внутреннего сгорания;

электродвигатели и подшипники;

контроль температуры производственных процессов;

контроль условий хранения и перевозки пищевых продуктов;

обследование зданий и сооружений;

системы отопления, вентиляции и кондиционирования;

обследование холодильной техники;

оснащение пожарных бригад.

Перед контактными методами измерения температуры пирометрические обладают следующими преимуществами:

- высоким быстродействием, определяемым типом приемника излучения и схемой обработки электрических сигналов. При использовании квантовых приемников излучения (фотодиодов) и быстродействующих аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) постоянная времени может составлять 10-2 - 10-6 с.;

- возможностью измерения температуры движущихся объектов и элементов оборудования, находящихся под высоковольтным потенциалом;

- отсутствием искажения температурного поля объекта контроля, что особенно актуально при измерении температуры материалов с низкой теплопроводностью (дерево, пластик и др.), а также риска повреждения поверхности и формы в случае мягких (пластичных) объектов;

- возможностью измерения высоких температур, при которых применение контактных средств измерения либо невозможно, либо время их работы очень невелико;

- возможностью работы в условиях повышенной радиации и температуры окружающей среды (до 250С) при разнесении приемной головки и электроники пирометра с помощью оптоволоконного кабеля.

Основными недостатками пирометрических измерений температуры являются трудности полного учета связей между термодинамической температурой объекта и регистрируемой пирометром тепловой радиацией.

а) Для корректного измерения температуры необходимо точно указать пирометру излучательную способность объекта, для определения которой можно воспользоваться справочными данными либо некоторыми практическими методами.

б) Между пирометром и объектом не должно быть препятствий непрозрачных в рабочей области спектра пирометра, в противном случае, в результате уменьшения потока излучения, показания пирометра будут занижены. Объект измерения, напротив, должен быть непрозрачным в данной области спектра.

в) Оптическая система формирует поле зрения пирометра - область пространства, в пределах которой производится измерение температуры. Для корректного проведения измерений необходимо чтобы объект полностью перекрывал поле зрения. В противном случае, во-первых, поток теплового излучения попадающий на приемник (датчик) пирометра от объекта измерения уменьшится пропорционально сокращению перекрываемой объектом площади, во вторых, на приемник будет попадать излучение заднего фона (объектов, расположенных за объектом измерения).

г) Пирометром может быть измерена только температура поверхности объекта, измерение температуры внутри объекта возможно лишь путем нарушения его целостности (что справедливо и для контактных средств измерения).

д) Для настройки и поверки пирометров необходимо использовать модели АЧТ, излучательная способность которых близка к единице и определена с высокой точностью.

2.7 Обзор патентов

Цифровой энергетический пирометр ((19) RU (11) 2125251 (13) C1)

[16] Цифровой энергетический пирометр, содержащий объектив, фотопреобразователь, электронную схему обработки информации, включающую коммутатор и триггер Шмитта, отличающийся тем, что пирометр снабжен усилителем фототока, к выходу которого подключены два пиковых детектора, а электронная схема обработки информации дополнена дифференциальным усилителем, входы которого соединены с пиковыми детекторами, коммутатор выполнен двухвходовым, к его первому входу подключен дифференциальный усилитель, а к второму - выход пикового детектора, подключенного общей точкой к шине питания, а с выходом коммутатора соединен интегратор, подключенный выходом к триггеру Шмитта, выход которого подключен к первому входу триггера, и генератором тактовых импульсов, соединенным с делителем частоты, выход которого соединен со светодиодом, управляющим входом коммутатора и вторым входом триггера, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соединяющего генератор тактовых импульсов со счетчиком импульсов.

Рисунок. 2.9 Блок-схема цифрового энергетического пирометра

Пирометр представляет собой объектив 1, в плоскости изобретения которого установлен фотопреобразователь 2, представляющий собой фотодиод. Перед фотопреобразователем 2 установлен светодиод 3, обладающий высокой стабильностью. Фотопреобразователь 3 соединен с усилителем фототока 4, к выходу которого подключены пиковые детекторы 5 и 6, причем пиковый детектор 6 подключен общей точкой к шине питания электронной схемы. Выходы пиковых детекторов 5 и 6 соединены с входами дифференциального усилителя 7, который осуществляет операцию вычитания и умножения на коэффициент К. Выход дифференциального усилителя 7 и выход пикового детектора 6 соединены с входами двухвходового коммутатора 8. Выход коммутатора 8 соединен с интегратором 9, выполненным на базе операционного усилителя и соединенным с триггером Шмитта 10 с нулевым порогом перехода в нулевое состояние, выход которого соединен с первым входом триггера 11. Триггер 11 срабатывает от срезов импульсов, поступающих на его входы. Пирометр содержит генератор тактовой частоты 12 и соединенный с ним делитель частоты 13. Светодиод 3, управляющий вход коммутатора 8 и второй вход триггера 11 соединены с выходом делителя частоты 13. Выход триггера 11 в свою очередь подключен к управляющему входу ключа 14, соединяющего генератор тактовых импульсов 12 со счетчиком импульсов 15.

Рисунок 2.10- Времяимпульсная диаграмма, поясняющая работу прибора

Многоканальная информационно-измерительная система контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя (19) RU (11)79666(13) U1

[17] Многоканальную информационно-измерительную систему контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя, содержащую оптическую головку, сопряженную с входным торцом волоконного световода, выходной торец которого сопряжен с приемником излучения, входящим в состав электронного блока преобразования, усиления и обработки сигнала, микроконтроллер, цифровой индикаторный дисплей, объектив оптической головки выполнен с регулируемым фокусным расстоянием, а в каждой ступени двигателя оптическая головка и часть волоконного световода размещены внутри защитного оптического зонда, свободный торец зонда, направленный на лопатки, закрыт инфракрасно прозрачным стеклом и размещен в корпусе турбины двигателя, а другая часть волоконного световода снаружи двигателя помещена внутри защитного гибкого металлорукава, при этом число каналов измерения равно количеству ступеней турбины двигателя, выходы всех измерительных каналов соединены с микроконтроллером, имеющим встроенные порты ввода-вывода, память, а выход микроконтроллера соединен с цифровым

индикаторным дисплеем, в отличие от прототипа, дополнительно введены блок управления и обработки информации, состоящий из пульта оператора, индикатора и ЭВМ, два устройства сопряжения с ЭВМ и микроконтроллером, а в каждый измерительный канал системы введен нормирующий усилитель, при этом пульт оператора и индикатор соединены с микроконтроллером, а управляющие выходы микроконтроллера соединены с соответствующим измерительному каналу нормирующим усилителем и усилителем сигналов.

Рисунок 2.11-

Блок-схем многоканальной информационно-измерительной системы контроля температуры лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя.

На (рис. 2.11) изображена блок-схема заявляемой многоканальной информационно-измерительной системы контроля температуры лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя.

Заявляемая система содержит оптические головки 1-1, 1-2,..., 1-N, состоящие из инфракрасно прозрачных стекол 2-1, 2-2,..., 2-N и объективов 3-1, 3-2,..., 3-N, одновременно выполняющих функции полосовых фильтров частот. Внутри каждой оптической головки введены соответствующие входные торцы 4-1, 4-2,..., 4-N волоконных световодов, выполненных в виде волоконно-оптических кабелей 5-1, 5-2,..., 5-N.

С помощью волоконно-оптических кабелей 5-1, 5-2,..., 5-N из зоны, близкой к лопаткам ротора, удалены электронные блоки 6-1, 6-2,..., 6-N, внутрь которых введены выходные торцы 7-1, 7-2,..., 7-N волоконно-оптических кабелей 5-1, 5-2,..., 5-N. С торцами 7-1, 7-2,..., 7-N соответствующих волоконно-оптических кабелей 5-1, 5-2,..., 5-N оптически связан фотодиоды 8-1, 8-2,..., 8-N. За ними следуют последовательно соединенные усилители сигналов 9-1, 9-2,..., 9-N, нормирующие усилители 10-1, 10-2,..., 10-N, микроконтроллер 11. Выходы микроконтроллера 11 соединены с соответствующими измерительному каналу усилителями сигналов 9-1, 9-2,..., 9-N и нормирующими усилителями 10-1, 10-2,..., 10-N.

Микроконтроллер 11 также соединен с составляющими частями блока управления и обработки информации 12, а именно с пультом

оператора 13, жидкокристаллическим индикатором 14 и через устройство сопряжения 15 с ЭВМ 16.

Для сопряжения с внешними устройствами ЭВМ 16 через устройство сопряжения 17 имеются канал внешней связи 18 и управляющий выход 19, который, в свою очередь, соединен с газотурбинным двигателем 20, который, в свою очередь содержит точки контроля температуры 21-1, 21-2,..., 21-N.

Заявляемая многоканальная информационно-измерительная система контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя работает следующим образом.

Излучение от лопатки проецируется оптической головкой 1-1 через инфракрасно прозрачное стекло 2-1 и объектив 3-1, одновременно выполняющий функции полосового фильтра частот, на входной торец 4-1 волоконно-оптического кабеля 5-1. Излучение с выходного торца 7-1 волоконно-оптического кабеля 5-1 преобразуется в электрический сигнал фотодиодом 8-1. Далее он усиливается усилителем сигналов 9-1.

Нормирующий усилитель 10-1 предназначен для приведения сигнала к значению, обеспечивающему оптимальное использование динамического диапазона аналогово-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер 11.

Микроконтроллер 11 обрабатывает полученный сигнал согласно программе "Обработка информации с выхода датчиков для коррекции погрешностей", на которую получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008611288.

С выхода микроконтроллера 11 электрический сигнал, пропорциональный истинной температуре лопатки ротора газотурбинного двигателя, поступает на жидкокристаллический индикатор 14, который отображает его в цифровом виде. Также с выходов микроконтроллера 11 поступают управляющие сигналы на усилитель сигналов 9-1 инормирующий усилитель 10-1 для установки необходимых диапазонов измерений.

Остальные измерительные каналы работают идентично, поэтому нет необходимости расписывать их принцип работы.

С помощью пульта оператора 13 можно включить/выключить информационно-измерительную систему и управлять настройкой диапазонов температур и характеристик материалов объектов измерения.

Через устройство сопряжения 15 микроконтроллер 11 и ЭВМ 16 производят обмен получаемой информацией. Далее с ЭВМ 16 необходимая информация может быть передана далее через канал внешней связи 18, а управляющий сигнал 19 - на соответствующий регулятор объекта измерения (газотурбинный двигатель) 20.

Таким образом, использование подобной структуры информационно-измерительной системы приводит к увеличению точности измерений за счет подбора диапазонов измерений с помощью усилителя сигналов и нормирующего усилителя, управляемых микроконтроллером, и расширению функциональных возможностей.

Информационно-измерительная система контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя RU 77681 U1

[18] Информационно-измерительная система контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя, содержащая последовательно соединенные оптическую головку, волоконный световод и электронный блок, состоящий из фотодиода и усилителя сигналов, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены нормирующий усилитель, микроконтроллер и блок управления и обработки информации, состоящий из пульта оператора, индикатора и ЭВМ, и два устройства сопряжения с ЭВМ и микроконтроллером, при этом пульт оператора и индикатор соединены с микроконтроллером, а управляющие выходы микроконтроллера соединены с нормирующим усилителем и усилителем сигналов.

Рисунок 2.12 -Блок-схема - информационной - измерительной системы контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя

Информационно-измерительная система контроля температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя работает следующим образом.

Излучение от лопатки проецируется оптической головкой 1 через инфракрасно прозрачное стекло 2 и объектив 3, одновременно выполняющий функции полосового фильтра частот, на входной торец 4 волоконно-оптического кабеля 5. Излучение с выходного торца 7 волоконно-оптического кабеля 5 преобразуется в электрический сигнал фотодиодом 8. Далее он усиливается усилителем сигналов 9.

Нормирующий усилитель 10 предназначен для приведения сигнала к значению, обеспечивающему оптимальное использование динамического диапазона аналогово-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер 11.

Микроконтроллер 11 обрабатывает полученный сигнал согласно программе "Обработка информации с выхода датчиков для коррекции погрешностей", на которую получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008611288, и выдает управляющий сигнал для подстройки необходимого диапазона измерения температуры на усилитель сигналов 9 и нормирующий усилитель 10.

С выхода микроконтроллера 11 электрический сигнал, пропорциональный истинной температуре лопатки ротора газотурбинного двигателя, поступает на жидкокристаллический индикатор 14, который отображает его в цифровом виде. Также с выходов микроконтроллера 11 поступают управляющие сигналы на усилитель сигналов 9 и нормирующий усилитель 10 для установки необходимых диапазонов измерений.

С помощью пульта оператора 13 можно включить/выключить информационно-измерительную систему и управлять настройкой диапазонов температур и характеристик материалов объектов измерения.

Через устройство сопряжения 15 микроконтроллер 11 и ЭВМ 16 производят обмен получаемой информацией. Далее с ЭВМ 16 необходимая информация может быть передана далее через канал внешней связи 18, а управляющий сигнал 19 - на соответствующий регулятор объекта измерения (газотурбинный двигатель) 20.

Таким образом, использование подобной структуры информационно-измерительной системы приводит к увеличению точности измерений за счет подбора диапазонов измерений с помощью усилителя сигналов и нормирующего усилителя, управляемых микроконтроллером, и расширению функциональных возможностей.



3. Разработка структурной схемы

Необходимо в соответствии с заданием разработать пирометрический датчик температуры с микроконтроллером, измеряющий температуру в диапазоне Т=0ч5000єC. Принцип действия прибора основан на регистрации электромагнитной энергии, излученной объектом измерения.

Рисунок 3.1 - Структурная схема устройства

[19] Прибор работает следующим образом: тепловой поток от объекта измерения 1 попадает в оптическую собирающую линзу 3, перед которой помещается защитное стекло 2, предназначенное для того, чтобы внутрь головки не попадали чужеродные объекты. Далее поток фокусируется на входной торец волоконного световода 4, выходной торец которого соединен с измерительным блоком. Излучение разделяется светоделительной пластиной 5 на два потока. Каждый из этих потоков через светофильтры 6 и 7 с разными спектрами пропускания попадает на свой фотодиод 8,9. Сигналы с фотодиодов через усилители 10,11 подаются в исполнительную схему, которая состоит из блока микроконтроллера 6 и блока питания 7. Микроконтроллер 13 преобразует в цифровые значения распределения величин электрических сигналов по длине горизонтального и вертикального фотодиода, выполняет программную фильтрацию помех, вычисляет двумерные координаты очага возгорания, выдает значение на ЖКИ 14 Блок питания 12 служит для формирования и стабилизации напряжений, необходимых для работы электрической схемы.



4. Расчет и выбор основных элементов схемы пирометра

4.1 Выбор защитного стекла

В качестве защитного стекла выберем кварцевое стекло -- однокомпонентное стекло, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма -- горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния. Химическая формула SiO2. Выберем оптически прозрачное стекло, оно совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков. Кварцевое стекло обладает следующими свойствами:

Обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO2 показателем преломления (nD = 1,4584) и наибольшим светопропусканием;

Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость;

Кварцевое стекло -- хороший диэлектрик.

Кварцевое стекло применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. В производстве термостойких огнеупорных материалов. [7]

Таблица1- Оптические, термические свойства защитного стекла

Оптические свойства	Термические свойства
Диапазон прозрачности 160-3500 нм Показатель преломления 1,46 Угол Брюстера 55,58 °	Коэффициент теплового расширения (0…600 °C) 0,54·10-6 К-1 Удельная теплоёмкость (0…900 °C) 1052 Дж/(кг·К) Теплопроводность (20 °C) 1,38 Вт/(м·К) Теплопроводность (2000 °C) 15 Вт/(м·К)



4.2 Расчет и выбор собирающей линзы

Рисунок 4.1- Собирающая линза

Необходимо выбрать собирающую линзу, предназначенную для фокусировки излучения и передачи его на входной торец световода. Исследуем объект нагретый в диапазоне температур 273ч3273К. Площадь излучающей поверхности выбираем из следующих соображений: так как в данной работе разрабатывается прибор для измерения температуры различных объектов и точная площадь нам неизвестна, расчет будем производить на единицу площади, то есть для Sизл=10мм2. Тепловое излучение можно представить в виде волн с длиной волны л max.

По закону смещения Вина длина волны л max обратно пропорциональная температуре:

л max = C/T =2,9·10-3/3273=0,886мкм (7)

где C - постоянная.

C=hc/(4,965K)=2,9·10-3 K·м

Исходя из того, что длина волны теплового излучения лmax=0,886мкм, материалом для линзы может служить KBr (Калий Бромистый), так как, как видно из рисунка, наша длина волны как раз лежит в спектре его пропускания:

Рисунок 4.1- Калий бромистый: спектр пропускания

Таблица 2- Оптические характеристики KBr

Показатель преломления, ne 1.5639 Показатель преломления, nF'-nC' 0.0617 Показатель преломления, n10.6 1.5251 Показатель преломления, n8.0 - n12.5 0.0099 Температурный коэффициент показателя преломления для l=3.39 мкм, оС-1 в интервале +/-60оС (-3.95...-4.29)* 10-5 Область прозрачности, мкм (толщина 10мм) 0.21ё28

С учетом того, что площадь излучающей поверхности выбрана равной S = 10 мм2, выберем линзу LBX- KBR -10-12.7. Далее приведены ее характеристики:

Диаметр 10 мм = 0,394 дюйм;

Фокус 12,7 мм;

Толщина по центру 3,5мм;

Радиус, 12,706 мм;

Толщина по краю,1,5 мм.

4.3 Выбор оптоволоконного световода

Оптическое волокно представляет собой диэлектрический волновод, изготовленный из кварцевого стекла. Он имеет световедущую сердцевину с показателем преломления света n1, окруженную оболочкой с показателем преломления n2, причем n1>n2.

Попадая в световедущую сердцевину, свет распространяется в ней за счет эффекта полного внутреннего отражения. Этот эффект имеет место при падении луча света на границу раздела двух сред из среды с большим показателем преломления n1 в среду с меньшим показателем n2, и наблюдается только до определенных значений угла падения qкр, величина которого определяется различиями n1 и n2 (см. рис. 4.3).

Рисунок 4.2- Угол полного внутреннего отражения и числовая апертура волокна

Согласно законам оптики значение qкр определяет соотношение

Лучи света, падающие на границу раздела n1/n2 под углами большими qкр будут распространяться в световедущей сердце вине с очень малыми потерями, а лучи не удовлетворяющие этому условию - выходить в оболочку и быстро затухать.

Обычно свет вводится в оптоволокно через торец. Предельная величина угла падения луча света на торец оптоволокна связана с критическим углом соотношением

sin am = n1 cos qкр = (n12 - n22)1/2 = (2n · Dn)1/2,

где

n = (n1 + n2)/2,

а Dn = n1 - n2.

Величина

NA = sin am = (2n · Dn)1/2

называется числовой апертурой оптоволокна и определяет способность оптоволокна собирать и передавать свет. Луч света, введенный в оптоволокно под углом меньшим m, будет распространяться по всей длине оптоволокна. Такой луч называется ведомой модой или просто модой.

Как новая физическая среда для передачи информации оптическое волокно имеет ряд существенных преимуществ, по сравнению с другими, среди которых:

- Широкая полоса частот (до 1014 Гц) и низкое затухание света в оптоволокне (~ 0,1-0,2 дБ/км) обеспечивают передачу массивов информации с высокими скоростями и на большие расстояния (до сотен километров без регенерации сигнала).

- Оптоволокно может прокладываться вместе с силовыми кабелями, без опасности возникновения наведенных помех и ошибок при передаче информации.

- Оптическое волокно пожаровзрывобезопасно, в ВОС (волоконно-оптическая сеть) обеспечивается гальваническая развязка между передающим и приемным оборудованием.

- ВОЛС (волоконно-оптические линии связи) имеют значительно меньшие объем и массу в расчете на единицу передаваемой информации, чем любые другие;

- исходным сырьем для изготовления оптоволокна является кремний, запасы которого на земле практически неограниченны.

Существует два типа оптических волокон: многомодовые (ММ) и одномодовые (SM), отличающиеся диаметрами световедущей сердцевины. Многомодовое волокно, в свою очередь, бывает двух типов: со ступенчатым и градиентным профилями показателя преломления по его сечению.

Диаметр сердцевины оптического волокна со ступенчатым профилем показателя преломления лежит в пределах от 100 до 200 мкм; значение показателя преломления n1 по всему поперечному сечению сердцевины постоянно и резко падает (ступенчатый) на границе с оболочкой (рис. 4.2).

Рисунок 4.3- Многомодовое оптическое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления

В ступенчатом оптоволокне могут возбуждаться и распространяться до тысячи мод с различным распределением по сечению и длине оптоволокна. Моды имеют различные оптические пути и, следовательно, различные времена распространения по оптоволокну, что приводит к уширению импульса света по мере его прохождения по оптоволокну. Это явление называется межмодовой дисперсией, и оно непосредственно влияет на скорость передачи информации по оптоволокну. Область применения ступенчатых оптоволокон короткие (до 1 км) линии связи со скоростями передачи информации до 100 Мбайт/с, рабочая длина волны излучения, как правило, 0,85 мкм.

В многомодовом оптическом волокне с градиентным профилем показателя преломления значение показателя преломления плавно изменяется от центра к краям сердцевины по закону, близкому к

n2(r) = n12(1 - 2D(r/a)2) ,

где а - радиус сердцевины;

D = n1 - n2.

(рис. 4.3). Благодаря этому число распространяющихся в сердцевине мод и различия в длинах оптических путей этих мод значительно уменьшаются и соответственно уменьшается и дисперсия.

Рисунок 4.4- Многомодовое ОВ с градиентным показателем преломления

Градиентное оптоволокно в соответствии со стандартами имеет диаметр сердцевины 50 мкм и 62,5 мкм, диаметр оболочки 125 мкм. Оно применяется во внутриобъектовых линиях длиной до 5 км, со скоростями передачи до 100 Мбайт/c на длинах волн 0,85 мкм и 1,35 мкм.

Стандартное одномодовое оптическое волокно имеет диаметр сердцевины 9 мкм и диаметр оболочки 125 мкм (рис. 4.6).

Рисунок 4.5 - Одномодовое оптическое волокно

В этом оптоволокне существует и распространяется только одна мода (точнее две вырожденные моды с ортогональными поляризациями), поэтому в нем отсутствует межмодовая дисперсия, что позволяет передавать сигналы на расстояние до 50 км со скоростью до 2,5 Гбит/с и выше без регенерации. Рабочие длины волн l1 = 1,31 мкм и l2 = 1,55 мкм.

Распространение света в волоконном световоде характеризуется множеством параметров, самыми важными из которых являются потери на распространение и дисперсия в заданном спектральном диапазоне. Потери характеризуются величиной затухания световой волны на единицу длины оптоволокна и измеряются в дБ/км. Дисперсия определяет степень уширения светового импульса по мере его прохождения по оптоволокну. Существует три вида дисперсии в оптическом волокне: межмодовая, хроматическая и поляризационно-модовая. В зависимости от типа оптоволокна в нем преобладает тот или иной вид дисперсии.

В многомодовых волокнах определяющей является межмодовая дисперсия, которая обусловлена наличием большого числа распространяющихся мод и различиями времен их распространения по оптоволокну. Межмодовая дисперсия не зависит от длины волны излучения, поэтому дисперсионные характеристики многомодовых оптических волокон оцениваются по информационной полосе пропускания в МГц·км.

В стандартных одномодовых волокнах определяющей является хроматическая дисперсия, которая выражается в различии показателей преломления и, следовательно, в скоростях распространения излучения с различными длинами волн. Величина этой дисперсии зависит от типа источника излучения и измеряется в пс.

Хроматическая дисперсия выбрана международным союзом связистов (INU) в качестве критерия для классификации одномодовых оптических волокон. Согласно этому критерию, существует три типа одномодовых оптических волокон:

1. Стандартное одномодовое волокно (тип G.652). Это наиболее ходовой тип оптоволокна, используется в мире с 1988 года в магистральных и зоновых ВОЛС (волоконно-оптические линии связи). Параметры (потери и дисперсия) этого оптоволокна оптимизированы на длину волны 1310 нм (минимум хроматической дисперсии), оно может использоваться и в диапазоне длин волн 1525…1565 нм, где имеет место абсолютный минимум потерь в оптоволокне.

2. Одномодовое волокно со смещенной нулевой дисперсией (тип G.653). Называется так потому, что абсолютный минимум хроматической дисперсии путем выбора специальной формы профиля показателя преломления смещен в диапазон длин волн l = 1550 нм абсолютного минимума потерь в оптоволокне. Оптоволокно G.653 оптимизировано для высокоскоростной передачи на одной длине волны и имеет ограниченные возможности для передачи на нескольких длинах волн. Использовалось при строительстве магистральных линий связи в Японии, Италии, США и других странах с 1985 года.

3. Одномодовое волокно со смещенной в область длин волн l = 1550 нм ненулевой дисперсией (тип G.655). Оптоволокно оптимизировано для высокоскоростной передачи информации на нескольких длинах волн в диапазоне l = 1550 нм. Волокно G.655 разработано для ВОС (волоконно-оптическая сеть) со спектральным уплотнением каналов - DWDM-систем.

Оптическое волокно должно иметь небольшой коэффициент затухания излучения на рабочих длинах волн. В нашем случае достаточно одномодового оптического волокна.

Шнур оптический монтажный ШО-SM-0.9-ST/UPC - 01.5

Изделие соответствует ТУ 828.27-210 , качество подтверждено сертификатом соответствия Минсвязи России №ОС/1-ОК-125. Шнур оптический обеспечивает надежное соединение и долговременную работоспособность. Технология производства основана на применении материалов высшего качества, современного технологического и испытательного оборудования[10]

Рисунок 4.6- Оптоволоконный световод

Таблица 3- Основные технические характеристики ОВС

Тип оптического волокна:	SM
Обозначение номинального диаметра кабеля, мм:	0,9
Тип оптического разъёма:	ST/PC
Тип полировки торца наконечника:	UPC
Длина шнура, м:	1,5

Вносимые потери типичные, дБ максимальные, дБ	не более 0,15 не более 0,3
Обратное отражение, дБ:	не более -55
Радиус кривизны, мм:	от 10 до 25
Смещение вершины, мкм:	не более 50
Заглубление/Выступание волокна, нм:	не более 50
Увеличение вносимых прямых потерь (после 500 переподключений):	не более 0,2 дБ
Температура использования, оС:	от - 20 до + 70

Особенности:

Малые вносимые потери;

Низкие потери на обратном отражении;

100% контроль оптических параметров;

Выборочный контроль геометрических параметров.

Применение:

Кабельное телевидение;

Сети связи общего пользования;

Локальные компьютерные сети;

Измерительная техника.

4.4 Расчет и выбор фотодиода

Фотодиод -- приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

Необходимый фотодиод должен удовлетворять следующим требованиям: высокая чувствительность на рабочей длине волны, малое значение темнового тока, высокая токовая чувствительность, низкое энергопотребление. Так как для заданного диапазона температур длина волны составляет 1,3мкм, выберем фотодиод с высокой чувствительностью на 1,3мкм на основе материала InGaAs типа ДФД1000.

Рисунок 4.7- Внешний вид фотофиодов

PIN InGaAs/InP фотодиоды типа ДФД1000 созданы для прямого преобразования оптических сигналов в электрические в ближнем инфракрасном диапазоне. Модель ДФД1000 разработана для использования в качестве датчиков приема ИК оптического сигнала и имеет конструкцию с вводом излучения через мезаструктуру с относительно большими активными размерами 1000 мкм. Фотодетекторы ДФД1000 также могут использоваться для оптических линий связи. Фотодиод поставляется в корпусе типа ТО-18 со стеклянным окном.

Таблица 4 - Технические характеристики фотодиода типа ДФД1000

Предельно допустимые значения:

Напряжение обратного смещения 10В

Обратный фототок 2мА

Прямой ток 5мА

Рабочая температура -60…+55єC

Рисунок 4.8 -Спектральная характеристика фотодиода типа ДФД1000

Тепловое излучение в фотодиоде преобразуется в электрический сигнал, таким образом выходным параметром фотодиода является ток, который можно найти следующим образом:

[14]

Исходя из закона Стефана-Больцмана найдем испускательную способность тела:

RT = е·у·T4, (8)

где е - коэффициент излучения; у=5,67·10-8Вт/(м2·К4) постоянная Стефана-Больцмана

Мощность излучения можно найти по формуле:

P = RT ·S (9)

Тело излучает энергию в диапазоне температур 0ч3000єC, поэтому коэффициент его излучения равен 0,85.

RT = 0.85·5,67·10-8·32734 = 5660911 Вт/м2

P = 5660911·(12,7·10-3)2 = 0,892Вт

Таким образом, на выходе фотодиода в соответствие с его чувствительностью будет ток, равный

I = 0,85·0,892 = 0,758А (10)

4.5 Расчет предварительного усилителя

Входной ток усилителя Iвх = 0,758А, требуемый уровень выходного сигнала Uвых = 5 В.

Рисунок 4.9- Схема предварительного усилителя

Применение в данном случае инвертирующей схемы включения обусловлено тем, что у этой схемы улучшенные с точки зрения точности коэффициент преобразования, стабильность схемы. Поскольку усилитель включен по инвертирующей схеме, необходимо использовать два усилителя, чтобы избежать фазового сдвига сигнала. Коэффициент усиления первого усилителя выбираем равным 1. То есть усилитель будет работать в режиме повторителя и преобразовывать ток в напряжение[13]. Рассчитаем резисторы:

R1=Rвх=0.1 Ом

Выберем номинал резистора R1 из ряда Е192, параметры которого:

номинал: 0.1 Ом;

точность: +0.5%.

Ку=R2 /R1 отсюда R2=Ку*R1=1*0.1=0.1 (Ом)(11)

R3=R1R2/(R1+R2)=0.1*0.1/(0.1+0.1)=0.05 (Ом)

Выберем номинал резистора R2 из ряда Е192, параметры которого:

номинал: 0.1 Ом;

точность: +0.5%.

Выберем номинал резистора R3 из ряда Е192, параметры которого:

номинал: 0.0499 Ом;

точность: +0.5%.

На выходе 1-го усилителя будет напряжение U = 0,758·0,1 = 75,8 мВ

Вычислим параметры второго усилителя:

Требуемый коэффициент усиления можно вычислить по формуле:

Ку = 20lgUвых|Uвх = 20lg 5/75,8·10-3=36,3 дБ (12)

Задаем R5 из условия R5 >2 кОм и рассчитываем R6 и R7.

1)R5=3 кОм

Выберем номинал резистора R5 из ряда Е192, параметры которого:

номинал: 3010 Ом;

точность: +0,5%.

R6=Ку* R5=4*3000=12 кОм

Выберем номинал резистора R6 из ряда Е24, параметры которого:

номинал: 12кОм;

точность: +5%.

R7=R5*R6/(R5+R6)=3000*12000/(3000+12000)=2,4к Ом

Выберем номинал резистора R7 из ряда Е192, параметры которого:

номинал: 24кОм;

точность: +0,5%.

Основываясь на следующих условиях: fср?1МГц ; Ку?1, выбираем из справочника усилитель К140УД26 со следующими параметрами:

Iпотр=80мкА, fср=1МГц, Ку=150дБ, Imax вых=5мА



4.6 Выбор микроконтроллера

В качестве микроконтроллера выберем ATtiny2313 - 8-битный AVR микроконтроллер с 2 кБ программируемой в системе Flash памяти фирмы Atmel[12].

Рисунок 4.10- Внешний вид микроконтроллера ATtiny2313

Характеристики:

AVR RISC архитектура

AVR - высококачественная и низкопотребляющая RISC архитектура

120 команд, большинство которых выполняется за один тактовый цикл, 32 8 битных рабочих регистра общего применения

Полностью статическая архитектура

ОЗУ и энергонезависимая память программ и данных

2 КБ самопрограммируемой в системе Flash памяти программы, способной выдержать 10 000 циклов записи/стирания

128 Байт программируемой в системе EEPROM памяти данных, способной выдержать 100 000 циклов записи/стирания

128 Байт встроенной SRAM памяти (статическое ОЗУ)

Программируемая защита от считывания Flash памяти программы и EEPROM памяти данных

Характеристики периферии

Один 8- разрядный таймер/счетчик с отдельным предделителем

Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предделителем, схемой сравнения, схемой захвата и двумя каналами ШИМ

Встроенный аналоговый компаратор

Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором

USI - универсальный последовательный интерфейс

Полнодуплексный UART

Специальные характеристики микроконтроллера

Встроенный отладчик debugWIRE

Внутрисистемное программирование через SPI порт

Внешние и внутренние источники прерывания

Режимы пониженного потребления Idle, Power-down и Standby

Усовершенствованная схема формирования сброса при включении

Программируемая схема обнаружения кратковременных пропаданий питания

Встроенный откалиброванный генератор

Порты ввода - вывода и корпусное исполнение

18 программируемых линий ввода - вывода

20 выводной PDIP, 20 выводной SOIC и 32 контактный MLF корпуса

Диапазон напряжения питания

от 1.8 до 5.5 В

Рабочая частота

0 - 16 МГц

Потребление

Активный режим:

300 мкА при частоте 1 МГц и напряжении питания 1.8 В

20 мкА при частоте 32 кГц и напряжении питания 1.8 В

Режим пониженного потребления