воляє змінювати кут повороту рідких кристалів і як наслідок виставляти необхідну контрастність індикатора при необхідному куті огляду. Для застосування РКІ з розширеним температурним діапазоном, необхідно підвищену напруга живлення. Це завдання вирішується подачею негативної напруги (максимум - 5 V) на висновок Vo.
Проведемо вибір і розрахунок термосопротивления (МС).
ТС виготовляються наступних типів:
платиновий (ТСП) - з чутливим елементом (ЧЕ) з платини,
мідний (ТСМ) - з ЧЕ з міді,
нікелевий (ТСН) - з ЧЕ з нікелю.
Номінальні статичні характеристики перетворення ТЗ повинні відповідати рівнянню:
де - опір ТЗ при температурі, Ом;
- значення відношення опорів при температурі до опору при 0 ° С.
Виберемо як чутливого елемента мідне термоопір, тому воно має лінійний межа вимірювання температури до 200 ° С.
Згідно ГОСТ 6651-94 для термосопротивлений визначені інтерполяційні рівняння:
Інтерполяційна рівняння для мідного ТЗ з для діапазону температур від мінус 10 до 200 ° С:
де
6. Висновок залежності вихідного сигналу від вимірюваної змінної
Беручи номінальне значення опору ТС при 0 ° С рівне 100 Ом, можна задати градуювальні характеристики чутливого елемента:
Малюнок 6.1- Градуювальна характеристика мідного термосопротивления
Харчування вимірювального моста здійснюємо від джерела живлення 15В. Візьмемо значення всіх опорів моста рівними термосопротивлений при 0 ° С, тобто рівними 100Ом (Резистор R3 візьмемо підлаштування з діапазоном опору 100? 1000Ом). Тоді напруга у вимірювальній діагоналі моста Uізм:
Малюнок 6.2 - Залежність напруги на виході вимірювального моста від температури
Як видно, сигнал володіє невеликою нелінійністю. Для завдання уніфікованого вихідного сигналу 0-10В необхідне застосування підсилювача. Як видно з характеристики, коефіцієнт підсилення становити к=7.6. Підсилювач будуємо на базі операційного підсилювача PА282, c параметрами: напруга джерела живлення Uип=15 В, коефіцієнт посилення 1 тисячу, вхідний опір Rвх=50 МОм, споживана потужність 150мВт, вхідний струм Iвх=110 нА,
Коефіцієнт посилення инвертирующей підсилювальної схеми Кос повинен бути рівний 7.6:
;
де К-коефіцієнт підсилення операційного підсилювача
?- Коефіцієнт зворотного зв'язку, який визначає:
Одночасно для инвертирующего ОУ
;
Маємо рівняння:
Для першої температурної зони:
Візьмемо R4=10кОм, тоді R5=76.3кОм, приймаємо найближче стандартне значення R5=75кОм, (? 1=0,133)
Тоді градуировочная характеристика вимірювального приладу прийме вигляд:
Малюнок 6.3 - Градуювальна характеристика вимірювального каналу
7. Принципова електрична схема
Малюнок 7.1 - Електрична принципова схема вимірювання
8. Розрахунок похибки
Розрахуємо похибки розроблених систем. Т.к. абсолютну і відносну похибки оцінити неможливо через відсутність експериментальних даних, оцінимо методичну похибку пов'язану з нелінійністю градуювальних характеристик і наближенням в розрахунках елементів ланцюгів.
Реальний коефіцієнт посилення підсилювача, згідно з обраними номіналах резисторів складуть:
Похибка для характеристики складається з 2-х складових:
де - лінійна складова похибки, викликана округленнями в розрахунках і приведенню резистивних елементів до стандартних.
- нелінійна складова похибки, викликана нелінійний характер розрахунку Uізм
де Uізм100- розрахункове значення напруги при температурі 100 ° С, вимірюваного при необхідному коефіцієнті посилення, расч100- розрахункове значення напруги при температурі 100 ° С, вимірюваного при розрахованому коефіцієнті посилення.
Нелінійну похибка визначимо черезрізниця розрахункової градуировочной характеристикою і прямої, що проходить через точки меж діапазону виміру, тобто температур 0 і 100 ° С. Лінійне характеристика має вигляд:
Кутовий коефіцієнт а- ставлення приростів:
Постійна b=0, тому характеристика проходить через початок координат.
Тоді нелінійна похибка розрахо...
