Розробка функціональної схеми вимірювального каналу температури з елементами термопари

Рівняння перетворення термопари із задовільною для практики точністю можна подати у вигляді:

Ет = At + Bt2 + Ct3, (3.1)

де Ет - термо-е.р.с., t - різниця температур гарячого і холодних кінців; А, В, С - сталі, значення яких залежать від матеріалів термоелектродів.

Оскільки , а Uх = At + Bt2 + Ct3, то остаточне рівняння перетворення вимірювального каналу має вигляд:

. (3.2)

Статична характеристика вимірювального каналу для вимірювання температури з елементами термопари наведена на рисунку 3.1 (при побудові статичної характеристики використовувались такі дані: А =0,012 В = 4∙10-4, С = 5,8∙10-7, n =10, U0 = 10,24В, t змiнюється в дiапазонi [25:65] 0С ).

Рисунок 3.1 - Статична характеристика вимірювального каналу

Похибка квантування вимірювального каналу для вимірювання температури з елементами термопари визначається за формулою 3.3

, (3.3)

а її статична характеристика наведена на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 - Залежність похибки квантування від температури

Для того, щоб оцінити здатність вимірювального каналу температури з елементами термопари реагувати на зміну температури потрібно визначити чутливість вимірювального каналу:

, тобто (3.4)

Оскiльки статична характеристика вимiрювального каналу температури з елементами термопари є лiнiйною в дiапазонi змiни температури вiд 25 до 65 0С. Залежність чутливості від температури теж буде лінiйною (рис.3.3)

Рисунок 3.3 - Залежність чутливості від температури

Вимірювальний канал температури з елементами термопари здійснює вимірювання температури в певному діапазоні, який характеризується верхньою та нижньою межею вимірювання.

Для визначення нижньої межi вимірювання tmin задамося нормованим значенням похибки квантування d = dн, тобто

. (3.5)

Значить, Atmin + =. (3.6)

Маємо, =. (3.7)

Розв’язавши кубічне рівняння, отримаємо що нижня межа вимірювання температури з елементами термопари:

tmin = 25,026 0С.

Верхня межа вимірювання вимірювального каналу обмежена ємністю двійкового лічильника

, (3.8)

де n - розрядність двійкового лічильника i визначається за формулою 3.9.

. (3.9)

Значить, . (3.8)

Тоді, . (3.10)

Розв’язавши кубічне рівняння, отримаємо що верхня межа вимірювання температури з елементами термопари:

tmax=63,1670C.

Загальна структурна схема вимiрювального каналу температури з елементами термопари наведена на рисунку 3.4 (Додаток В).

Цікаві статті з розділу

Міжнародна співпраця у галузі охорони довкілля
Серед глобальних проблем сучасності одними з найбільш актуальних є екологічні проблеми, які проникають в різні сфери суспільного життя та визначають особливості стабільного розвитку кожної д ...

Очищення води за допомогою озонування
Прогрес людства, розвиток культури і саме життя знаходяться в прямій залежності від запасів, збереження і використання води. Загальні запаси води на земній кулі за оцінкою М.І. Львовича ск ...

Екологічний стан р. Південний Буг. Характеристика та заходи щодо його поліпшення
В умовах науково-технічного прогресу, коли діяльність людини набула справді планетарних масштабів, проблема раціонального використання природних ресурсів, їх відтворення і охорони стає одніє ...