у за рахунок теплопровідності. Це можливо при дотриманні умови:.
Перевіримо, чи виконується умова:
В
Умова виконується, значить, значення сили струму через нитку вибрано правильно.
1.4 Визначення статичної характеристики по каналу первинний перетворювач - схема включення
Принципова схема термокондуктометрический газоаналізатора наведена на малюнку 2.
В
У плечі вимірювального неврівноваженого моста включені однакові терморезистори 5; два з них розміщені в робочих камерах 1 і 3, через які проходить аналізований газ, та включені в протилежні плечі моста, а два інших розміщені в порівняльних камерах 2 і 4, заповнених або продуваються порівняльним газом відомого і постійного складу (наприклад, повітрям).
Якщо аналізована газова суміш відрізняється по теплопровідності від порівняльного газу, то температура, а отже, і опір терморезисторов в робочих камерах відрізняються від температури і опору терморезисторов в порівняльних камерах. Сила струму в діагоналі моста залежить від величини розбалансу моста, тобто від змісту шуканого компонента в газовій суміші. Для неврівноваженого моста сила струму в діагоналі
В
де I 0 - Сила струму живлення моста; R - опір терморезисторов 5; DR - зміна опорів плечей моста в робочих камерах 1 і 3; R мВ - опір мілівольтметри.
З цього рівняння видно, що вимірювання слід проводити при I 0 = const, тому що тільки в цьому випадку I однозначно залежить від DR, тобто від змісту шуканого компонента в газовій суміші.
Залежність сили струму в діагоналі моста від температур терморезисторов і стінок вимірювальних камер виражається рівнянням
I = k [(Т н - Т ст ) - (Т н0 - Т Ст0 ) ],
де k - постійна приладу; Т н -Абсолютна температура терморезистора в робочій камері; Т ст - абсолютна температура стінки всередині робочої камери; Т н0 - абсолютна температура терморезистора в порівняльній камері; Т Ст0 - абсолютна температура стінки всередині порівняльної камери.
Це рівняння можна представити у вигляді
I = k [(Т н - Т н0 ) - (Т ст - Т Ст0 ) ],
Звідси випливає, що вимірювання вмісту аналізованого компонента можливе лише за умови рівності температур стінок всередині робітників і порівняльних камер, тобто при Т ст - Т Ст0 = 0. в цьому випадку справедлива однозначна залежність сили струму в діагоналі вимірювального моста від температури терморезистора в робочій камері I = f (Т н ).
Для перетворення зміни опору нитки в напругу найбільш часто використовується мостова вимірювальна схема (схема включення).
Статична характеристика за каналу первинний перетворювач - схема включення являє собою залежність напруги у вимірювальній діагоналі мостової схеми від концентрації що визначається компонента газової суміші в сталому режимі.
l х - теплопровідність водню, Вт/(м Г— К).
l х = 0,17172 Вт/(м Г— К).
В В В
Рисунок 3 - Статична характеристика для датчика термокондуктометрический газоаналізатора
Визначимо коефіцієнт передачі підсилювача. Він розраховується за наступною формулою:
,
де - Максимальна напруга, що подається на вхід АЦП; приймаємо = 5В;
- максимальна напруга мостової схеми. Це значення знаходимо за графіком статичної характеристики.
При З х = 0,8
= 8,95 * 10 -3 В.
Знаходимо коефіцієнт передачі підсилювача
Так як К П > 100, використовуємо двохкаскадний підсилювач, принципова електрична схема якого представлена ​​в Додатку А.
Для такої схеми
До П заг = К П1 Г— До П2
В В
Знайдемо значення R1, R2, R3, R4.
і
R1 і R3 приймаємо рівними 1 кОм, тоді підраховуємо значення R2 і R4 і зі стандартного ряду опорів вибираємо R2 = R4 = 24 кОм.
1.5 Розрахунок похибки вимірювання
З статичної характеристики каналу вимірювання можна отримати залежність для концентрації що визначається компонента. br/>В
Тоді похибка вимірювання концентрації можна визначити як похибка непрямих вимірювань.
В
На підставі отриманих формул розраховуємо і будуємо залежності абсолютної і відносної похибок непрямого вимірювання концентрації від значення напруги живлення.
В
Малюнок 4: Залежність абсолютної похибки непрямого вимірювання концентрації від значення напруги живлення
В
Малюнок 5: Залежність відносної похибки непрямого вимірювання концентрації від зн...
