Jännitereferenssin suunnittelu
Paananen, Teemu (2016)
Paananen, Teemu
Tampereen ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605178323
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605178323
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää 10 V:n jännitereferenssi mittaus- ja kalibrointikäyttöä varten. Työ tehtiin Icraft Oy:lle, joka tekee elektroniikan ja ohjelmistojen alihankintasuunnittelua Tampereella.
Koska jännitereferenssiä haluttiin voida käyttää mahdollisimman monessa eri tarkkuuden sovelluksessa, päätettiin siitä suunnitella niin stabiili kuin käytettävissä olevilla resursseilla oli mahdollista. Referenssijännite päätettiin tuottaa zener-diodin avulla sen yksinkertaisen käytettävyyden ja matalan hinnan takia. Zener-diodiin perustuvista referenssipiireistä valittiin Linear Technologyn LTZ1000A-piiri. Kyseiseen piiriin päädyttiin sille luvatun suorituskyvyn lisäksi siksi, että suuret mittalaitevalmistajat kuten Fluke ja Keysight käyttävät samaa referenssipiiriä tarkimmissa mittalaitteissaan. Referenssipiirin lisäksi myös muissa komponenteissa käytettiin mahdollisimman hyvälaatuisia malleja. Jännitereferenssi päätettiin jakaa moduuleihin, jotka koostuivat referenssimoduulista, akkumoduulista sekä ulostulojännitteen säätömoduulista. Tähän rakenteeseen päädyttiin, sillä ulostulojännitteiden lisäämisestä ja muuttamisesta haluttiin tehdä mahdollisimman yksinkertaista. Käyttämällä jokaisessa ulostulossa jännitteen asettamista varten omaa säätömoduulia, tähän tavoitteeseen päästiin.
Laitteesta suunniteltiin referenssimoduuli sekä hahmotelma ulostulon säädöstä. Referenssimoduulia myös testattiin, jonka perusteella se todettiin toimivaksi.
Koska jännitereferenssiä haluttiin voida käyttää mahdollisimman monessa eri tarkkuuden sovelluksessa, päätettiin siitä suunnitella niin stabiili kuin käytettävissä olevilla resursseilla oli mahdollista. Referenssijännite päätettiin tuottaa zener-diodin avulla sen yksinkertaisen käytettävyyden ja matalan hinnan takia. Zener-diodiin perustuvista referenssipiireistä valittiin Linear Technologyn LTZ1000A-piiri. Kyseiseen piiriin päädyttiin sille luvatun suorituskyvyn lisäksi siksi, että suuret mittalaitevalmistajat kuten Fluke ja Keysight käyttävät samaa referenssipiiriä tarkimmissa mittalaitteissaan. Referenssipiirin lisäksi myös muissa komponenteissa käytettiin mahdollisimman hyvälaatuisia malleja. Jännitereferenssi päätettiin jakaa moduuleihin, jotka koostuivat referenssimoduulista, akkumoduulista sekä ulostulojännitteen säätömoduulista. Tähän rakenteeseen päädyttiin, sillä ulostulojännitteiden lisäämisestä ja muuttamisesta haluttiin tehdä mahdollisimman yksinkertaista. Käyttämällä jokaisessa ulostulossa jännitteen asettamista varten omaa säätömoduulia, tähän tavoitteeseen päästiin.
Laitteesta suunniteltiin referenssimoduuli sekä hahmotelma ulostulon säädöstä. Referenssimoduulia myös testattiin, jonka perusteella se todettiin toimivaksi.