Расчет требований к компонентам

В данном пункте необходимо предъявить требования к
компонентам, входящим в состав дан­ного преобразовательного канала.

Задано, что входной диапазон температур ˚С.

Входное сопротивление усилителя кОм.

Напряжение питания

Коэффициент усиления усилителя К_ус = 15.

Аддитивная погрешность усилителя, обусловленная смещением нуля

В этом случае выбираем медный терморезистор в качестве первичного преобразователя тем­ператур, так как он имеет положительный ТКС и наиболее линейную характеристику.

Для заданного диапазона температур подходит медный терморезистор с характеристиками, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

К достоинствам меди, как материала, применяемого для изготовления чувствительных элементов технических термометров сопротивления, следует отнести дешевизну, простоту получения тонкой проволоки в различной изоляции, возможность получения проводниковой меди высокой чистоты.

Линейный характер зависимости сопротивления меди от температуры является ее достоинством (рисунок 4). К числу недостатков меди следует отнести малое удельное сопротивление ( и интенсивную окисляемость при невысоких температурах.

Рисунок 4

Зависимость сопротивления меди от температуры линейная:

.

Так как при нулевом входе воздействия, компенсатором является терморезистор, мост должен быть сбалансирован.

Для этого должно выполняться условие:

Учитываем, что по условию , где при °C, то все резисторы должны быть номиналом 100 Ом.

Погрешность согласования между мостом и усилителем определяется по следующей формуле:

,

где – входное сопротивление усилителя.

Сопротивление моста при , когда мост сбалансирован, равно:

С учетом того, что . Тогда

Примем, что .

Мультипликативная погрешность источника определится по следующей формуле:

Зададимся условием, что

.

Найдем общую мультипликативную погрешность:

Найдем значение абсолютной погрешности, вызванной наличием ошибки модели:

В.

Теперь рассчитаем, какой должна быть аддитивная погрешность усилителя и при заданном значении

Δ_{ус вх} = .

Δ_{ус вых} =

При получении значений аддитивной погрешности усилителя можно выбрать значение напряжения смещения нуля усилителя..которое сделает погрешность минимальной

Заключение

В данной курсовой работе была составлена функциональная модель для заданной схемы мос­тового преобразователя «температура-напряжение» и проведен функциональный и метрологический анализ всех компонентов модели.

Метрологический анализ позволил выявить аддитивные, мультипликативные и нелинейные составляющие погрешности звеньев, вывести формулы для этих погрешностей всего измерительного устройства.

Полученный анализ метрологической модели может быть использован при проектировании изделий или при определении метрологических характеристик имеющихся терморезисторов.

Список литературы

1. Евтихеев Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин. – М.: Энергоатомиздат. 1990. – 350с.

2. Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат. 1984. – 458с.

3. Крамарухин Ю.Е. Приборы для измерения температуры. – М.: Машиностроение. 1990. – 208с.

4. Левшина Е.С. Электрические измерения физических величин. – Л.: Энергоатомиздат. 1983. – 320с.

5. Шлыков Г. П. Метрологическое обеспечение и контроль качества. Решение задач: Учебное пособие. – Пенза: ПГУ. – 2003.

6. Шлыков Г. П. Функциональный и метрологический анализ средств измерений и контроля: Учебное пособие. – Пенза: ПГУ. – 1998.

Приложение

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: