Разработка аналоговой части проектируемых устройств, страница 9

          Второй каскад усиления выполнен по схеме усилителя без инверсии на AD2. Цепь R3, R5, R6 служит для подачи напряжения, компенсирующего постоянную составляющую на входе AD2. Резистор R5 может быть исключён из схемы, однако в этом случае регулирование с помощью только одного R6 становится менее точным. Необходимый коэффициент усиления при условии, что R3 >> R2, задается отношением (R₄ + R₂)/R₂. Цепь R7, C2 служит  для фильтрации шумов, которые могут проникать в аналоговую часть схемы со стороны  следующих за ней АЦП и других цифровых узлов. Для схем датчиков с небольшим быстродействием параметры этой цепочки следующие: R₇ = 10 кОм,  C = 4.7 мкФ.

Термопарный датчик температуры. По сравнению с другими датчиками термопары обладают рядом преимуществ:

        - самым широким диапазоном измерений (от -300 до +2800 °C);

        - достаточно хорошей точностью измерений (в среднем 0.5%);

        - способностью измерять температуру в отдельных точках пространства;

        - высоким быстродействием термопар малого диаметра;

        - отсутствием саморазогрева при измерениях;

        - высокой стабильностью параметров во времени.

        Присущи термопарам и недостатки:

         - небольшая чувствительность (в зависимости от типа 6.4…69 мкВ / °C);

      - измерения требуют знания температуры холодного спая;

      - нелинейность зависимости выходной ЭДС от температуры.

          Ввиду нелинейности выходная характеристика термопары описывается полиномами шестого – восьмого порядка. Коэффициенты полиномов хорошо известны, и, решая обратную задачу нахождения температуры по измеренному значению ЭДС, удается получить высокую точность измерений для всего рабочего интервала температур. Однако во многих практических случаях не требуется высокая точность измерений по всей области возможных изменений температуры. Достаточно часто в промышленности требуется иметь приемлемую точность на определенном участке изменения температур шириной в 100...300 °C. Это позволяет заменить полином уравнением прямой линии. Например, для термопары типа J (железо-константан) и для участка температур от +20 до +240 °C полином может быть сведен к следующему выражению:

DT = 2.2534 + 0.018369 E,

где  E – измеряемое значение ЭДС, мкВ; DT – разность температур горячего и холодного спаев, °С. Ошибка такой экстраполяции не превышает 1 °С. Основные параметры распространенных термопар сведены в табл. 2.3

                                                                                                          Таблица 2.3