Линеаризация характеристик преобразования измерительных преобразователей
Автор: varchun • Сентябрь 28, 2024 • Контрольная работа • 1,640 Слов (7 Страниц) • 22 Просмотры
[pic 1][pic 2]
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Электрические измерения»
Линеаризация характеристик преобразования
измерительных преобразователей
Вариант 7
Студент:
(ФИО) (подпись, дата)
Группа:
Руководитель:
(ФИО)
Екатеринбург
2024
- Исходные данные (статическая характеристика датчика) и построенная диаграмма зависимости в Excel.
[pic 3]
Табл.1 – Исходные данные
[pic 4]
Рис.1 – График зависимости R(t)
- Принципиальная схема измерительного моста (рис.2).
[pic 5]
Рис.2 – Схема измерительного моста постоянного тока
- Схема моста с рассчитанными сопротивлениями плеч для моделирования в Multisim
[pic 6]
Рис.3 – Схема для моделирования работы устройства в Multisim для датчика с ОТКС
- Расчет постоянных резисторов R1 и R2 , и подбор напряжения питания моста [pic 7] в соответствии с заданным температурным диапазоном.
Входной аналоговый сигнал, который может обработать АЦП по условию задачи − это сигнал постоянного напряжения 0…5 В. Считаем, что сопротивление входных цепей АЦП очень большое и, следовательно, ток в диагонали моста пренебрежимо мал [pic 8] и не будет влиять на напряжение в диагонали моста ab, т.е. [pic 9]. Напряжение в диагонали будет зависеть исключительно от соотношений сопротивлений плеч моста.
Выбираем для нашей задачи АЦП с входным однополярным аналоговым сигналом от 0 до +5 В. Поскольку требуемая по условию разрешающая способность датчика температуры должна быть не хуже 0,5 °C, то нам потребуется АЦП с восьмиразрядным цифровым выходом (на 256 комбинаций кода) или 60°C / 0,5°C = не менее 120 комбинаций). Таким образом, значение кванта входного сигнала напряжения для АЦП будет 5 В / 255 комбинаций = 0,019607 В, или, приближенно, 0,02 В.
Постоянные резисторы R1 и R2 в мосте выбираем по 1200 Ом. Напряжение питания моста [pic 10] пусть будет 10 В постоянного напряжения. Пусть наш электронный термометр будет измерять температуру от 0°C до 60°C. Тогда при возрастании температуры датчика Rt от 0°C до 60°C его сопротивление будет уменьшаться от 1200 Ом до 40 Ом. Охладим терморезистор(датчик) Rt до 0°C (Rt = 1200 Ом) и, при его неизменной температуре (контролируя её эталонным термометром), выставим сопротивление подстроечного резистора R3 равным 1200 Ом и зафиксируем его вал.
- Вывод уравнения для напряжения рассогласования моста [pic 11] и его проверка в крайних точках характеристики.
[pic 12]
Для примера, рассмотрим расчет для двух точек шкалы в упрощенном варианте, когда мост абсолютно равноплечий (R1 = R2 = R3 = R4), резистор R3 выставлен на 1200 Ом и заводской номинал терморезистора точно равен 1200 Ом при 0°C.
В этом частном случае, в узле а при любой температуре среды (любом значении сопротивления Rt) всегда будет потенциал +5 В относительно отрицательного полюса источника питания, принятого нами за общую точку схемы. Поэтому формула (1) упрощается до формулы (2). Потенциал в узле b при нагревании терморезистора будет изменяться от 0 В (при максимальном сопротивлении Rt) до +5 В (при нулевом сопротивлении Rt).
...