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
Психологічні аспекти екології
Сучасна
наукова психологія є досить розмаїтою системою дисциплін і галузей. Однією з
них є екологічна психологія. Розвиток суспільства і його взаємодія з
навколишнім середовищем показує що ...
Екологiчна ситуацiя Чернігівської області
Чернігівська область
розташована на півночі України в Поліській і Лісостеповій зонах Придніпровської
низовини, в басейні річки Десни. На заході і північному заході межує з
Гомельською облас ...
Розрахунок максимальних приземних концентрацій забруднюючих речовин в
атмосфері
Максимальне
значення приземної концентрації шкідливої речовини См (мг/м) при викиді газоповітряної
суміші з одинарного точкового джерела з круглим гирлом, яке досягається при
несприятливих метеорол ...