о вимірювального пристрою надходить різниця напруг: з виходу УС1 і напруги, створюваного потенційним проводом (середній на схемі).
Підсилювач (УС1) побудуємо за схемою диференціального підсилювача (див. рис. 6.1.2)
Ріс.6.1.2 Підсилювач УС1.
Тут і далі вибір ОУ будемо виробляти з умови дотримання допустимої сумарної похибки ІП для випадку, коли балансування підсилюючих каскадів (налагодження на нуль в відсутність вхідних сигналів) не проводиться.
Вибираємо прецизійний ОУ DA1 - OP - 07E з параметрами:
± Uп=(3 .. 18) В, п=5 мА,=500000,
± U вих max=13 В, см=30 мкВ, вх=1.2 нА,
D Iвх=0.5 нА,
ТКUсмmax=1.3 мкВ / град С,
ТК D Iвх=25 пА / град С, вх сф max=± 13 В, вх диф max=± 15 В,
КОСС=110 дБ,=0.4 МГц, вих=3,5 В / мкс.
резістров розраховуються з умови:
R2/R1=R4/R3=K=1. (6.2.2)
Задамося R1=R2=R3=R4=10 кОм, тоді:
U вих=- R4/R3 * U1 + U2 * R2 / (R1 + R2) * (1 + R4/R3) (6.2.3)
U вих=- U1 * K + K / (1 + K) * (1 + K)=K (U2-U1)=U2-U1 (6.2.4)
Виберемо R1=R2=R3=R4=10 кОм - тип: С5-53Ф, Pном - 0.125 Вт, ряд E192, допуск 0.05%, ТКС: - 10E - 6 [1 / oC] при tC=(- 60 .. +70) oC.
Для того, щоб промоделювати найгірший можливий випадок за впливом температури ІП на вихідну характеристику, тут і далі задаємо ТКС всіх резисторів, рівний свого максимального значення (негативному у резисторів, що входять в чисельник передавальної функції кожного блоку й позитивному- у резисторів, що входять в знаменник передавальної функції кожного блоку).
Остаточний вигляд схеми реалізації трехпроводной схеми другого варіанту представлений на рис. 6.2.3.
Рис 6.2.3. Реалізація В Micro-Cap 7 трехпроводная схема вимірювання температури за допомогою ТПС другого варіанту.
.3 Розрахунок джерела струму
В якості ІТ використовуємо схему Хауленд. (див. рис. 6.3.1).
Ріс.6.3.1. Схема джерела струму
Тут і далі для уникнення дублювання і плутанини нумерація елементів збігається з нумерацією елементів на загальній схемі.
У даній схемі ІТ точність формованого вимірювального струму в першому наближенні визначається точністю співвідношення R17 і R14:
, де. (6.3.1)
Тому в ідеалі резистори R12 і R18 повинні мати малий розкид і погоджений ТКС, бажано невеликої величини. При моделюванні розглянемо найгірший реально можливий випадок, коли ТКС резисторів R12 і R18 максимальні за модулем і протилежні за знаком.
Вхідна напруга джерела струму знімається з виходу ІОН:
UВХ. ІТ=10 В.
Максимальний опір навантаження джерела струму визначається сумою опорів: опором ТПС Rt (при максимальній температурі вимірюваного діапазону температур) і опором трьох ліній зв'язку з урахуванням їх можливого розкиду:
;
;
. (6.3.2)
Вимірювальний струм, згі...
