наскільки це конструктивно можливо.
Для збільшення довжини, збереження компактності і міцності вимірювального елемента - нитки, він буде намотаний спіраллю вздовж чотирьох опорних стрижнів, два стержня будуть підключені до висновків сигналу датчика.
Матеріалом нитки датчика був обраний ніхром.
Перевага ніхрому - це високий питомий електричний опір. Незважаючи на досить низький температурний коефіцієнт, в порівнянні з платиною і золотом, має високу пластичність т міцність, що дозволяє піддавати його зварюванні, точіння, волочіння, штампування та іншим видам механічної обробки, що не маловажно при подальшому ремонті датчика. Він так само стійкий до окислення, має великий діапазон вимірюваних температур [15].
Нижче представлені розрахунки параметрів вимірювальної частини датчика миттєвих температур (нитки).
Дізнаємося довжину одного витка за формулою
Де d - діаметр витка=0.01 (м)
к - крок витка=0.001 (м)
Lv=0.031 - довжина одного витка
Кількість витків на всій ділянці обмотки знаходиться за формулою:
n=l / k
де l=0.09 (м) - довжина ділянки обмотки
n=90 - кількість витків на ділянці обмотки
Загальну довжину ділянки нитки дізнаємося за формулою:
Lобщ=n * Lv
Lобщ=2.513 (м)
Для виконання розрахунків конструкції необхідно розрахувати початковий опір нитки з платини R0:
де?- Питомий опір металу (ніхрому)=140 * 10-8
L - довжина нитки рівна=2.513 (м)
S-площа поперечного перетину (м)
Необхідно розрахувати площу поперечного перерізу:
D - діаметр нитки рівний=0.001 (м)
r - радіус дорівнює половині діаметра (D)=0.0005 (м)
S =? r2=3.14 * (0.0005) 2=7.85 * 10-7 (м)
Дізнавшись площа перерізу знаходимо R0
R0=140 * 10-8 (2.513/7.85 * 10-7)=4.482 (Ом)
де R0-опір нитки (Ом)
Дізнавшись R0 знаходимо? R
? R=R0 *? *? T=0.112 (Ом)
Де?-Температурний коефіцієнт опору (ТКС)=0.25 * 10-3
? T-зміна вимірюваних температур (100 С °)
У підсумку знаходимо R
R=R0 (l +? *? T)=11.375 (Ом)
2.2 Мостове з'єднання
На рис.6 представлена ??схема мостового з'єднання
Рис.6 Мостове з'єднання
Приймемо, що R1=R2=R3=R4=100 (Ом)
Uпит=Iдоп * 2 * R4
де R4=R0
Iдоп <25мА, тоді напруга живлення дорівнюватиме:
Uпит=iдоп * 2 * R4=25 * 10-3 * 2 * 100=5 (В)
Вихідна напруга мостової схеми при максимальному зміні опору буде дорівнює
U вих == 5/4 * 0.112 / 100=1.401 * 10-3 (В)
