Разработка измерительного преобразователя для термопреобразователя сопротивления (тип используемого преобразователя - на основе материала Cu), страница 2

Как видно, зависимость от температуры имеет линейный вид. Определим сопротивление термопреобразователя для контрольных значений температуры:

6. Выбор эквивалентной схемы влияния помех общего и нормального вида. Расчет влияния помех.

Рис.4 Эквивалентная схема влияния помех общего и нормального вида.

Рис.5 Эквивалентная схема для расчета влияния помехи общего  вида.

Потенциалы в точках a и b будут определяться следующими выражениями:

Тогда амплитуда напряжения на выходе DA7 будет равна

Определим влияние помехи нормального вида.

Рис.6 Эквивалентная схема для расчета влияния помехи нормального  вида.

Потенциалы в точках a и b будут отличаться на величину Uнв=50мВ. Потенциал в точке b равен нулю. Следовательно, потенциал в точке a равен 50мВ. Это значит, что амплитуда напряжения на выходе DA7 будет определяться следующим выражением:

 

7.  Схема электрическая принципиальная.

Электрическая принципиальная схема рассчитывается из условия получения минимальной погрешности преобразования. Суммарная погрешность измерительного термопреобразователя должна быть не более 0.2%, дополнительная – от влияния температуры окружающей среды – не более 0.2% на градус Цельсия.

7.1 Расчет и выбор схемы источника опорного напряжения.

В качестве ИОН выберем стабилитрон VD1 КС191Р (рис.7).

Его основные характеристики: Uст=9.1В; Iст.min=5мА; Iст.max=20мА; rдиф£18Ом; aст=0.0005%/°C; DUст=±0.5мВ.

Рис.7. Источник опорного напряжения.

Для обеспечения нормальной работы стабилизатора рассчитываем сопротивление:

кОм

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем R1=1кОм. Для ослабления влияния схемы измерительного преобразователя на Iст ставим повторитель, выполненный на ОУ DA1 К140УД17А. Этот операционный усилитель имеет малое напряжение смещения, большой коэффициент усиления и малый температурный дрейф. Его параметры следующие:

7.2  Расчет и выбор схемы источника тока.

В качестве источника тока используем преобразователь «напряжение-ток» с повторителем, включенным в цепь положительный обратной связи, как показано на  рис.8.

        Для расчета элементов этой схемы необходимо знать следующие величины:

-  максимальное входное напряжение  U1max=9.1 В

-  максимальный выходной ток Iнmax=10 мА

-  максимальное сопротивление нагрузки Rнmax=16.42+3+3+3.3=25.72 Ом

-  максимальное выходное напряжения ОУ Uвыхmax=12 В.

Рассчитаем элементы этой схемы.

Рис.8. Источник тока.

Выбираем из справочника [1] R7=910 Ом.

По выбранному значению R7 рассчитываем отношение резисторов n:

С учетом минимизации входных токов  DA2 выбираем R4=R5=10 кОм. Тогда с учетом того, что n=1:

Для получения хорошего коэффициента ослабления синфазного сигнала и высокого выходного сопротивления требуется очень точное согласование отношений резисторов.

В качестве ОУ (DA2 и DA3), на которых можно построить источник тока, выбираем операционный усилитель К140УД17А  из справочника [5].