Разработка измерительного преобразователя для термопреобразователя сопротивления (тип используемого преобразователя - на основе материала Cu), страница 4

Выходной ток и входные напряжения связаны зависимостью:

Iвых=(U1-U2)*n/R27`, при R24=R25=n*R23=n*R22.

Максимальное входное напряжение U1 равно

U1max=Ku*R(150°C)*Iит=58.411*16.42*0.01=9.59 (В), максимальный выход-ной ток – Iвыхmax=0.01 мА, максимальное сопротивление нагрузки – Rнmax=960 Ом, а максимальное выходное напряжение ОУ – Uвыхmax=12 В. Для того, чтобы выходной ток был в необходимом диапазоне, надо подать напряжение смещения.

Чтобы получить такой потенциал, воспользуемся резистивным делителем, на вход которого подадим напряжение Uсм=9.1 В  с ИОН.

Выберем R21=3.9 кОм, а R20=1.1 кОм.

По этим данным можно рассчитать значения резисторов.

Реализуем R27` на двух резисторах R27=180 и подстроечном

R26=30 Ом (СП5 – 0,125 – 30 Ом ±5%).

Рис.10 Выходной преобразователь.

По выбранному значению R27` рассчитываем отношение резисторов n:

С учетом минимизации входных токов  DA8 выбираем R24=R25=160 кОм. Тогда с учетом того, что n=0.8:

В качестве ОУ выбираем операционный усилитель К140УД17А.

Т. к. максимальный выходной ток DA8 не более 6 мА, то для получения выходного тока в даипазоне 10 мА необходимо поставить транзисторы VT2, VT3. В качестве их выберем КТ315В и КТ361В соответственно (их параметры описаны в п. 7.2).

8. Расчёт погрешности измерительного преобразователя от влияния температуры.

Графики зависимости выходного тока от влияния температуры даны в приложении.

Максимальное отклонение, при Rt(150°С):

Допустимое максимальное отклонение:

Максимальное отклонение, при Rt(-50°С):

Допустимое максимальное отклонение:

9. Расчёт погрешности ИП от влияния разброса параметров элементов схемы.

Графики зависимости выходного тока от влияния разброса параметров элементов схемы даны в приложении.

Максимальное отклонение, при: R(150°С):

Максимальное отклонение, при минимальном входном напряжении:

.

Из этого расчета видно, что погрешность из-за разброса номиналов превышает допустимую. Однако регулировкой подстроечных резисторов можно добиться требуемой погрешности.

Вывод

При выплонении этой курсовой работы была разработана и рассчитана схема измерительного преобразователя для термосопротивления. Расчет был проверен с среде MicroCap 5.0 моделированием схемы, что показало ее работоспособность.

Возникающую ошибку из-за разброса номиналов можно устранить подстройкой. К недостаткам этой схемы можно отнести и большое время установления рабочих значений выходного тока.

Список используемой литературы.

1.  Резисторы: Справочник. Под ред. И.И. Четверткова и Н.Я. Четвертковы - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и Связь, 1991 г.

2.  Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. Под ред. С.В. Якубовского. М.

3.  Интегральные схемы: Операционные усилители. Справочник, том 1. - М.: Физмат, 1993 г.

4.  Пейтон А., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. Практическое руководство, пер. с англ., М.: Бином, 1994 г.

5.  Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.-2-е изд., перераб. и доп.-Л.: Энергоиздат, 1988 г.

6.  Хоровиц П., Хилл У. Искуство схемотехники. В 3-х томах. Пер с англ.- М.: Мир, 1993 г.

7.  Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Сов. радио, 1979 г.