го класу допускається відхилення опору від номінального при 0 o C не перевищує 0.05%, а допустиме відхилення опору від номінальної статичної характеристики перетворення (НСХ) не перевищує (0.15 +0.002 | t |) o C.
Номінальна статична характеристика ТПС в діапазоні температур 0 ... 600 o C описується рівнянням виду:
Wt (t)=1 + A? t + B? t 2, де (5.1)
А=3,9692? 10 - 3 o C - 1,
B=- 5,8290? 10 - 7 | o C - 2,
t - діапазон вимірюваних температур (150 ... 250) o C
Опір ТПС змінюється за законом:
Rt (t)=R o? Wt (t) (5.2)
Допустиме відхилення опору ТПС становить:
? (t)=0.15 + 0.002? | t | (5.3)
де t - діапазон вимірюваних температур (150 ... 250) o C.
Побудуємо залежність опору ТПС від температури з урахуванням гранично допустимих відхилень (рис. 4):
Rtmax (t)=R 0? [1 + A? (t +? (t)) + B? (t +? (t)) 2] (t)=R 0? [ 1 + A? (t -? (t)) + B? (t -? (t)) 2]
Рис. 4 Залежність опору ТПС від температури з урахуванням гранично допустимих відхилень
Визначимо значення опорів ТПС для шести рівновіддалених точок заданого температурного діапазону:
Rt (t)=R0? [1 + A? t + B? t2]
Таким чином, вважаємо, що в межах вимірюваного діапазону температур опір ТПС лінійно змінюється від 158,226 Ом до 195,587 Ом.
6. Схема електрична принципова
Електрична принципова схема розраховується з умови отримання мінімальної похибки перетворення. Сумарна похибка вимірювального перетворювача (d) повинна бути не більше 0.5%, а додаткова - від впливу температури навколишнього середовища - не більше d / 10 0C.
.1 Розрахунок джерела опорного напруги
Згідно ГОСТ 13384-93 (СНД), харчування вимірювальних перетворювачів (ІП) для ТПС може здійснюватися як від мережі однофазного змінного струму, так і від джерела постійного струму, причому перелік номіналів живлять напруг стандартизований. Припустимо, що вся схема ІП отримує живлення від джерела випрямленої змінної напруги номіналами ± 15В, підключеного до мережі 220 В, частотою 50 Гц.
За вимогами ГОСТ 13384-93 (СНД) коефіцієнт вищих гармонік напруги живлення ІП не повинен перевищувати 5%. Для того, щоб знизити можливий вплив пульсацій напруги живлення на точність ІП, необхідно застосування джерела опорного напруги. Кращим рішенням у плані точності і температурної стабільності в даному випадку буде застосування ІМС прецизійного термостатовому ІОН.
Виберемо трехвиводной інтегральний ІОН AD581U (рис. 5), що має наступні параметри:
Рис. 5 ІОН
Ст.ном=10 Вст.max=15 мВ в діапазоні температур (- 55 .. +125) 0Свх=(12 .. 30) В; вих max=10 мА;
Температурний коефіцієнт напруги стабілізації Uст=5E - 6 [1 0С] в діапазоні температур (0 .. 70) 0С.аналіз схеми ІОН (рис. 6) в MicroCAP7 при температурі 27 0С показує, що при зміні вхідного (живлячої) напруги AD581U в межах (12 .. 16 В) його вихідна (опорне) напруга знаходиться в межах (9.99510 .. 9.99588 В). Крім того, Transient-аналіз (рис. 7) показує, що при зміні робочої температури схеми від 0 до 60 0С опорна напруга змінюється незначно - від 9.9973 ...
