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

Органічна речовина ґрунту. Облік, оцінка, раціональне використання та охорона ґрунтів
Тема реферату «Органічна речовина ґрунту. Облік, оцінка, раціональне використання та охорона ґрунтів» з дисципліни «Ґрунтознавство». Мета роботи – визначити та розкрити: Склад органічно ...

Моніторинг атмосферного повітря
Атмосфера - це повітряна оболонка Землі, значення якої важко переоцінити. Збереження теплоти і захист живих організмів від згубних доз космічного випромінювання, джерело кисню для дихання, вуглекислог ...

Наукові основи раціонального користування та управління навколишнім середовищем
Тема контрольної роботи "Наукові основи раціонального користування та управління навколишнім середовищем". В умовах зростаючого антропогенного впливу на навколишнє середовище оч ...