Вимірювальний перетворювач температури - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Характеристика моделювання перетворювача за допомогою пакету прикладних програм Electronics Workbench. Дослідження залежності термоелектричної здатності різних термопар від температури. Розрахунок номінальної вихідної напруги вимірювального підсилювача.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Міністерство освіти і науки України
Національний авіаційний університет
з дисципліни „Вимірювальні перетворювачі”
на тему: „Вимірювальний перетворювач температури”
Одним із найбільш інформативних параметрів є температура, яка в даному курсовому проекті вимірюється за допомогою термопари типу К. Реалізовано вимірювальний перетворювач температури (передавальну частину) на основі мікросхеми Burr-Brown у вигляді вимірювального перетворювача XTR 110 в діапазоні вимірювань -270С до 1372С для класу точності 1,5. Моделювання перетворювача проводимо за допомогою пакету прикладних програм Electronics Workbench.
перетворювач термоелектричний температура підсилювач
Термопара, утворена двома провідниками А і В, два спаї яких знаходяться при температурах і , створює ЕРС залежну, з одного боку, від матеріалу провідників А і В і, з другого боку, від температур і . Звичайно температура одного спаю постійна і відома; вона служить опорною (нульовою) крапкою . Температура іншого спаю є температурою , якої набуває цей спай в досліджуваному середовищі з температурою . Температура залежить від і теплових потоків, які можуть встановлюватися між спаєм і іншими об'єктами або середовищами. Оскільки вимірювальна інформація поступає від спаю, розміри якого можуть бути дуже малими, це забезпечує високу швидкодію і дозволяє проводити точкові вимірювання температури. Вказані дві особливості визначають перевагу застосування термопар в порівнянні з термометрами опору. Інша гідність термопари полягає в тому, що виробляється сигнал - ЕРС, для вимірювання якого не вимагається пропускати струм через датчик, тому не виникає, як у разі термометрів опору, ніякої похибки, пов'язаної з саморозігріванням, що істотне для вимірювань в системах з малою тепловою інерцією або при низьких температурах. Недолік термопари полягає в тому, що для вимірювання необхідно знати температуру опорного спаю. Будь-яка похибка дає похибку такого ж порядку в .
ЕРС термопари в широкому діапазоні температур є нелінійною функцією (мал. 1). Нелінійність залежності э. д. з. термопари від температури виражається поліномом. Для термопари кожного типу існує стандарт, в якому приводяться таблиця значень залежно від температури і поліном, що описує залежність алгебри від , яка відповідає таблиці.
Мал. 1. Зміна ЕРС різних термопар залежно від температури.
Мал. 2. Залежність термоелектричної здатності різних термопар від температури.
Для інших термопар повний робочий діапазон ділиться на декілька відрізків і в стандарті для кожного з них дається поліном, що описує табульовану залежність від . Якщо в досить широкому діапазоні температур не можна рахувати залежність ЕРС лінійної, то в обмеженій області це допустимо. Ширина такої області залежить від необхідної точності.
Термопари залежно від їх типу застосовні від дуже низьких температур (від для термопари мідь -- сплав срібла з кобальтом) до дуже високих температур ( для термопари вольфрам-реній). В останньому випадку вони дозволяють виміряти значно більш високі температури, ніж термометри опору (приблизно на ).
Чутливість термопари до температури, або термоелектрична здатність при температурі визначається співвідношенням
Вона залежить від температури і виражається в . чутливість термопар значно нижче за чутливість вимірювальних установок з термометрами опору.
Структурна схема вимірювального перетворювача температури (передавача) має наступний вигляд:
XTR 110 - уніфікуючий вимірювальний перетворювач (передавач)
Реалізація принципової схеми за допомогою Electronics Workbench:
В даній роботі було запропоновано використати термопару типу Е
коефіцієнт Заєбека для даної термопари
Оскільки максимальна напруга на виході термопари в нашому діапазоні дорівнює , а вхідна напруга перетворювача XTR110 дорівнює 1…5В, то для узгодження між цими мікросхемами ми використовуємо пристрій узгодження, реалізований як неінвертуючий підсилювач.
Нормуючий підсилювач реалізуємо на мікросхемі LT 1792, виконує функцію ініціалізації та підсилення напруги у необхідну кількість разів.
XTR110 - уніфікуючий вимірювальний перетворювач напруга в струм.
Мікросхема XTR 110 являє собою трьохпровідний передавач, подібний двохпровідному, за вийнятком того, що один з двох проводів заземлено та добавлено третій провід. Це так званий провід блока живлення. Третій провід призначений для живлення цього датчика.
Маючи у розпорядженні зовнішнє живлення передавача, легко виконати спряження з мостом низького опору.
В мікросхемі XTR 110 є опорна напруга 10 В, яка служить для збудження або ініціалізації струмів датчика.
Вимірювальний підсилювач використовується для того, щоб підсилювати вихід моста для узгодження зі входом XTR 110. В цьому випадку вимірювальний підсилювач є однополюсним джерелом живлення від 10 В, який запобігає похибкам, що виникають в результаті коливання потужності.
Реалізація мікросхеми XTR 110 за допомогою Electronics Workbench має наступний вигляд:
- перетворення струму в діапазоні ;
- діапазон напруг:, на вході і відповідно на виході;
- одиничне підсилення при використанні;
За даними розробника мікросхеми, компанії Burr-Broun, похибки даної схеми:
- зведена адитивна похибка мікросхеми XTR110 складає .
- мультиплікативна похибка мікрохеми XTR110 складає .
1. Напруга на вході вимірювального підсилювача:
де - коєфіціент Зеебека термопари .
Напруга на виході вимірювального підсилювача:
- напруга , яка подається на вхід ВП, цю напругу ми використовуємо для термокомпенсації, тому
- крутизна термодіода, яка , - взірцевий опір.
Використовуємо діод з позитивним температурним коефіцієнтом струму, який дозволяє підвищити точність компенсації температури холодного спаю та спрощує реалізацію. Вихідний струм діода схеми компенсації температури холодного спаю:
Отримуємо остаточну формулу для вихідної напруги ВП:
Розрахуємо номінальну вихідну напругу вимірювального підсилювача:
Знаючи коефіцієнт підсилення, розрахуємо опір
Для цього розв'яжемо систему рівнянь
Провівши дослідження даного вимірювального перетворювача температури (передавальної частини) в Electronics Workbench, маємо, що для отримання необхідної напруги на виході пристрою узгодження 1...5 В та необхідного струму на виході мікросхеми XTR 110 4...20 mA слід прийняти резистори .
Згідно завдання приведена адитивна похибка , а мультиплікативна
Сумарна мультиплікативна похибка включає в себе мультиплікативні похибки блоків тобто
- мультиплікативна похибка перетворювача напруга - струм (XTR 110) - паспортні данні -0,3%
- мультиплікативна похибка перетворювача струм - напруга (RCV 420) - паспортні данні -0,15%
- приведена похибка перетворювача напруга - струм (XTR 110) - паспортні данні -0,2%
- приведена похибка перетворювача струм - напруга (RCV 420) - паспортні данні - 0,06%
6. Перевірка схеми вимірювального перетворювача температури (передавальної частини) на лінійність
Напруга на виході пристрою узгодження U, В
В даному курсовому проекті було реалізовано вимірювальний перетворювач температури (передавальну частину) за допомогою пакету прикладних програм Electronics Workbench. Відповідно до вихідних даних було проведено розрахунок елементів схеми та обчислено сумарну похибку перетворювача, що дорівнює класу точності, нормованому у вигляді одного значення, тобто 1,5%.
При моделюванні в Electronics Workbench вимірювального перетворювача температури (передавальної частини) на основі мікросхеми Burr-Brown у вигляді вимірювального перетворювача XTR 110 в діапазоні вимірювань на виході пристрою узгодження отримано напругу в межах , а на виході XTR 110 - струм в межах , що й відповідає заданим параметрам.
1. Левшина Е.С., Новицкий В.П. «Электрические измерения физических величин», Л.-1983.
2. Проффас «Измерения в промышленности», М.-1990.
3. Куликовский К.Л., Купер В.Я. «Методы и средства измерения», М.-1986.
4. Классен К.Б. «Основы измерений», М.-2000.
5. Тер-Хачатуров, Алиев «Измерительная техника», М.-1990.
Загальна характеристика Electronics Workbench - вимірювального перетворювача температура-струм. Розрахунок елементів схеми та обчислення сумарної похибки даного пристрою. Побудова лінійної функції перетворення. Оцінка впливу дестабілізуючих факторів. курсовая работа [229,6 K], добавлен 28.10.2015
Побудова графіка функції первинного перетворювача для системного датчика температури. Визначення максимальної похибки нелінійності характеристики. Лінеаризація НСХ перетворювача. Вибір і обґрунтування принципу роботи вузла аналого-цифрового перетворення. дипломная работа [331,1 K], добавлен 07.06.2014
Структурна схема вимірювального каналу. Конструкція термометра опору. Уніфікований перетворювач напруга-струм. Структурний аналіз похибок. Розрахунок елементів схеми ВП. Розрахунок нормуючого підсилювача та сумарної адитивної похибки пристрою узгодження. курсовая работа [176,4 K], добавлен 06.03.2011
Розробка інформаційно-вимірювальної системи визначення температури. Методи вимірювання температури, вибір оптимальної структурної схеми. Електрична принципова схема, розрахунок вузлів системи. Визначення основної похибки перетворювача–датчика KTY81-121. курсовая работа [991,6 K], добавлен 24.01.2011
Розрахунок номінальної статичної характеристики інформаційно-вимірювального каналу, призначеної для визначення температури. Структурна схема абсолютної та основної приведеної похибки вимірювання. Обчислення адитивної складової математичного сподівання. контрольная работа [183,2 K], добавлен 23.11.2011
Розробка загальної структури перетворювача ємність - тривалість імпульсу. Визначення залишкової напруги на колекторі. Визначення метрологічних характеристик. Моделювання одного з вузлів. Розрахунок підсилювача напруги. Розробка детальної структури схеми. курсовая работа [588,8 K], добавлен 29.11.2009
Розрахунок інвертуючого суматора. Розробка структурної схеми. Вибір операційного підсилювача. Розрахунок однофазного випрямляча малої потужності з інтегральним стабілізатором напруги. Моделювання пристрою в середовищі програми Electronics Workbench. курсовая работа [570,8 K], добавлен 09.04.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Вимірювальний перетворювач температури курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Программа обработки двухмерных массивов (матриц)
Реферат по теме Деловой разговор и публичное выступление
Закаливание Реферат По Физкультуре
Контрольная работа: Факторный индексный анализ Методика и проблемы 2
Реферат: Learning With Techonology Essay Research Paper The
Реферат: по делопроизводству «Моя профессия»
Сочинение По Картине Костецкий Возвращение
Реферат по теме Электротехника
Моя Первая Работа Сочинение
Контрольная работа: Философия по И.А. Ильину
Курсовая работа по теме Системный анализ внешнеторговых отношений АПК региона
Курсовая работа: Проектирование новой промежуточной станции
Реферат Для Дипломной Работы Пример
Леонардо Да Винчи Реферат Короткий
Реферат: Полемика как одна из форм спора
Сочинение Школа В Моей Жизни 6 Класс
Психологическая Теория Происхождения Государства Реферат
Сочинение Описание Характеристика Человека Литературного Персонажа
Сострадание Сочинение Егэ
Контрольная работа по теме Анализ эмитента ОАО 'Мегафон'
Возбуждение уголовного дела в российском уголовном судопроизводстве - Государство и право дипломная работа
Следственный эксперимент - Государство и право реферат
Трудовой договор с руководителем организации его ответственность - Государство и право контрольная работа