При проведенні розрахунку і моделювання представимо модель ТПС як резистор з допуском 0.1% і лінійним ТКС, рівним.
, (5.6)
де RO - опір термоперетворювача при 0 ° С,
D - похибка перетворення.
Як видно, залежність від температури має лінійний вигляд.
Rt (tc)=R0 * (1 + A * tc + B * (tc) 2) (5.7)
Визначимо значення опорів ТПС для шести рівновіддалених точок заданого температурного діапазону:
(5.8)
(5.9)
(5.10)
(5.11)
(5.12)
(5.13)
6. Схема електрична принципова
Електрична принципова схема розраховується з умови отримання мінімальної похибки перетворення. Сумарна похибка вимірювального термоперетворювача повинна бути не більше 0.5%, додаткова - від впливу температури навколишнього середовища - не більше 0.25% на градус Цельсія.
.1 Розрахунок джерела опорного напруги
Застосовуємо схему трехвиводного інтегрального ІОН AD581U, зображену на рис 6.1.1.
Рис. 6.1.1 Схема джерела опорного напруги
Основні параметри трехвиводного інтегрального ІОН AD581U; СТ. НОМ=10 В; СТ. МАХ=15 мВ в діапазоні температур (- 55 .. +125) оС; ВХ=(12 .. 30) В; ВИХ. МАХ=10 мА;
Температурний коефіцієнт напруги стабілізації UСТ=5E - 6 [1 / оС] в діапазоні температур (0 .. 70) оС.аналіз схеми ІОН в MicroCAP7 при температурі 27 оС показує, що при зміні вхідного (живлячої ) напруги AD581U в межах (12 .. 16) В його вихідна (опорне) напруга знаходиться в межах (9.9951 .. 9.9959) У (див. рис. 6.1.2). Крім того, Transient-аналіз показує, що при зміні робочої температури схеми від 0 до 60 оС опорна напруга змінюється незначно - від 9.9957 до 9.9987 В (див. рис. 6.1.3, рис. 6.1.4).
рис. 6.1.2. DC-аналіз ІОН
рис. 6.1.3. Transient-аналіз ІОН при 0 0С
рис. 6.1.4. Transient-аналіз ІОН при 60 0С
.2 Розрахунок і вибір схеми підсилювача з кеффіціента посилення рівним одиниці (УС1)
Виходячи з будівлі необхідно побудувати трьохпровідний схему (2 варіанти) вимірювання температури за допомогою ТПС з використанням джерела струму (див. рис 6.2.1).
№ СхемаНапряженіе на вході ІУ при 2 Ріс.6.2.1. Другий варіант побудови трехпроводной схеми вимірювання температури за допомогою ТПС з використанням джерела струму
В трьохпровідних схемах методична похибка визначається розкидом опорів r1 і r3. Відносна похибка даного методу вимірювання при:
. (6.1.1)
Недоліком трьохпровідних схем є те, що в них перешкода загального вигляду частково перетворюється на перешкоду нормального вигляду. Незважаючи на це, в промисловості трипровідні схеми набули широкого поширення.
Як видно з рис. 6.2 для реалізації другого варіанта побудови трехпроводной схеми потрібен підсилювач (УС1) з коефіцієнтом посилення, рівним одиниці. Ко прямого входу цього підсилювача підключимо напруга, створювана струмовим проводом (верхній на схемі), а до інверсного входу - напруга, що створюється потенційним проводом (середній на схемі). Д...
