Să luăm în considerare schemele de operare ale canalului de măsurare:
1. Primul mod (Fig. 3)
Fig.3 Diagrama canalului de măsurare cu compensare în MP
Termocuplul măsoară temperatura obiectului (proces) și îl transformă în termoEMF. Senzorul de temperatură (termistor) măsoară temperatura capetelor libere ale termocuplului, schimbându-și rezistența electrică. Pornirea semnalului de la microprocesor se conectează mai întâi la intrarea ADC cu un semnal de termocuplu - thermoEM, ADC îl convertește într-un cod digital și îl trimite la microprocesor. Apoi, microprocesorul semnalizează comutatorul pentru conectarea senzorului de temperatură (termistor). Schimbarea rezistenței termistorului este transformată în tensiune de către un convertor P, apoi ADC convertește această tensiune într-un cod digital care este alimentat în microprocesor. Prin scăderea celui de-al doilea cod de la primul cod, microprocesorul face o corecție și dă temperatura reală a obiectului.
· Puține noduri electronice din circuit;
· Eroare scăzută a canalului.
· Utilizarea unui comutator cu cel puțin 9 canale pentru opt canale de măsurare.
Calculăm convertorul de tensiune-rezistență.
Conversia rezistenței la tensiune se va face folosind un amplificator operațional (figura 4).
Figura 4. Transformator "Rezistență-tensiune".
Elementele de circuit R1, R2 și VD1 sunt o sursă de tensiune stabilizată pe o diodă Zener VD1. Rm este un termistor. Tensiunea de alimentare a circuitului este de 15 V.
Alegem stabilizatorul KS147A.
Caracteristicile stabilizatorului KS147A:
Curent de funcționare = 20 mA;
Tensiunea de stabilizare = 4,7 V.
Gasim rezistenta dupa formula:
Rezistorul de disipare a puterii:
Este suficient să alegeți un rezistor cu o putere de 0,5 wați.
Alegeți cu o marjă de 10 kOhm.
Puterea disipată de o rezistență:
Este suficient să alegeți o rezistență de 0.125 W.
Tensiunea la intrarea amplificatorului operațional V.
Convertorul de rezistență-tensiune este construit pe un amplificator de tensiune inversă. Pentru el formula este valabilă:
unde este rezistența termistorului, Ohm; - tensiunea de ieșire OU, V.
Rezistența unui termistor la o temperatură de 60 ° C se găsește din formula:
Tensiunea maximă de ieșire a amplificatorului op (intrare la ADC) este de 3 V.
Rezistorul de disipare a puterii:
Este suficient să alegeți o rezistență de 0.125 W.
Etapa de cuantificare a ADC:
Eroarea relativă a cuantizării:
Etapa de cuantificare a ADC în funcție de temperatură:
Eroarea relativă a cuantificării la 60 ° C:
2. A doua metodă (Fig.5).
Figura 5. Schema canalului de măsurare cu compensare în grupul de măsurare
Această metodă diferă de prima deoarece corecția nu este făcută de microprocesor, ci și de adactorul adăugat la circuit, care în mod automat însumează (scade) tensiunea termocuplului și a termistorului.
· Microprocesorul este mai puțin încărcat;
· Puteți utiliza un comutator cu 8 canale pentru opt canale de măsurare.
· Nod adițional - adder;
· Adderul introduce o eroare suplimentară în canalul de măsurare.
La = 100 ° C și = 0 ° C:
OC câștig:
Apoi, tensiunea de intrare a dispozitivului de ajustare este de 1,5 V.
Lăsați = 10 ° C.
Atunci când temperatura capetelor libere crește la fiecare 10 ° C, tensiunea crește cu 0,15 V.
Rezistența unui termistor la 10 ° C:
Apoi, rezistența R în circuitul amplificatorului operațional este:
Rezistor R va fi compus: 1000, 560, 56 și 18 Ohm.
Rezistența la disiparea de putere R:
Este suficient să alegeți o rezistență de 0.125 W.
Pentru a compensa temperatura capetelor libere ale termocuplului, vom selecta a doua metodă cu un numărător. Schema generală a conexiunii este prezentată în Fig. 6.
Ca un adder, selectăm amplificatorul operațional K140UD7.
Figura 6. Schema de conectare a senzorilor de temperatură pe un canal
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: