Принцип работы электрических термометров и создание измерительного преобразователя для датчика термопары (150612)

Посмотреть архив целиком

Содержание


Задание на курсовую работу

Введение

1. Построение графика функции E = f(t)

1.2 Идеальная линейная характеристика

2. Точность преобразования и линейность

3. Разрешающая способность АЦП

4. Линеаризация НСХ преобразователя

5. Выбор и обоснование принципа работы узла АЦП

6. Определение времени преобразования измерительного

преобразователя

7. Структурная схема измерительного преобразователя

Заключение

Список литературы


Задание на курсовую работу


1. Исходные данные:

1) тип датчика – термопара: ТХА(К);

2) диапазон температуры – от 600 до 1100 °С;

3) входной сигнал – термо-э.д.с. (ГОСТ 6616-94 (ГОСТ Р50342-92), ГОСТ Р8.585 – 2001 (ГОСТ 3044-84));

4) выходной сигнал – двоичный код, пропорциональный температуре;

5) класс точности – 0,25;

6) время реакции датчика на изменение температуры – более 10 сек.;

7) гальваническое разделение между входными и выходными цепями.

2. Задание:

1) построить график функции E = f(t),

где E – термо-электродвижущая сила (термо-э.д.с.) термопары (мВ);

t – температура (°С);

2) построить прямую, соединяющую крайние точки заданного диапазона температуры, т.е. идеальную линейную характеристику преобразования по температуре;

3) определить максимальную в заданном диапазоне температуры погрешность нелинейности характеристики и сделать вывод о необходимости линеаризации, исходя из заданного класса точности с учетом запаса по погрешности не менее 20% от заданного (0,25);

4) определить разрешающую способность (разрядность) аналого-цифрового преобразования с учетом линеаризации, учитывая, что максимальная погрешность преобразователя в соответствии с ГОСТ 8.009 «Метрологические характеристики средств измерения» не должна превышать ± 5 квантов (единиц младшего разряда);

5) определить число участков линеаризации, обеспечивающих заданную точность преобразования, и предложить вариант линеаризации НСХ преобразователя по температуре любым способом (кусочно-линейная аппроксимация, прямое преобразование с помощью ПЗУ, другое);

6) выбрать и обосновать принцип работы узла аналого-цифрового преобразования;

7) разработать структурную (функциональную) схему измерительного преобразователя, указав основные функциональные узлы с учетом особенностей измерения температуры датчиком-термопарой (э.д.с. низкого уровня, компенсация температуры свободных концов). Составить описание устройства и принципа действия измерительного преобразователя по структурной (функциональной) схеме: функциональное назначение и необходимость в составе прибора каждого узла схемы.



Введение


В настоящее время широко используется преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму, что связано с тем, что данные, представленные в цифровом виде легко обрабатывать с помощью существующих вычислительных устройств и реализовывать дешевые системы обработки и передачи данных. Преобразовывая в цифровую форму с помощью АЦП такие аналоговые величины, как температура, давление, скорость, звук, можно реализовать различные устройства обработки данных, отличающиеся высоким качеством работы при малой стоимости и простоте.

В связи с тем, что сейчас существует широкий выбор различных интегральных схем, сочетающих в одном кристалле все необходимые функциональные узлы для построения высококачественных и эффективных систем обработки различных физических параметров, то это позволяет ввести цифровую обработку сигналов любому разработчику, который в ней нуждается.

Не маловажным является различные датчики, которые нужны для измерения различных данных где порой человеку быть не суждено. Одними из них являются датчики измерения температуры или просто термодатчики. Различают следующие виды датчиков:

1. Жидкостные термометры. Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма материала, из которого сделан датчик (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

2. Механические термометры. Термометры этого типа также по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль.

3. Электрические термометры. Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

Электрические термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной элетроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры). Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику. Наибольшее распространение получили PT100(сопротивление при 0°С - 100Ω) PT1000(сопротивление при 0°С - 1000Ω) (IEC751). Температурный диапазон -200 +800°С.

4. Оптические термометры. Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров при изменении температуры.

Все термодатчики имеют нелинейную зависимость выходного сигнала от температуры (кроме тех, что были созданы с помощью интегральных микросхем).

В данной курсовой работе представлен процесс создания измерительного преобразователя для датчика термопары. Рассмотрим термопару ТХА(K).



1. Построение графика функции E = F(t)


Для построения НСХ - номинальной статистической характеристики (зависимость термо-э.д.с. термопары ТХА(К) от температуры) используем данные ГОСТ 3044-84 «Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики» (табл. 1).


Таблица 1

точки

температура рабочего конца, єС

Т. э. д. с., мВ для температуры, єС

Т. э. д. с., мВ для температуры, єС идеальной прямой

погрешность нелинейности

0

600

24,902

24,902

0

1

610

25,327

25,30612

0,02088

2

620

25,751

25,71024

0,04076

3

630

26,176

26,11436

0,06164

4

640

26,599

26,51848

0,08052

5

650

27,022

26,9226

0,0994

6

660

27,445

27,32672

0,11828

7

670

27,867

27,73084

0,13616

8

680

28,288

28,13496

0,15304

9

690

28,709

28,53908

0,16992

10

700

29,128

28,9432

0,1848

11

710

29,547

29,34732

0,19968

12

720

29,965

29,75144

0,21356

13

730

30,383

30,15556

0,22744

14

740

30,799

30,55968

0,23932

15

750

31,214

30,9638

0,2502

16

760

31,629

31,36792

0,26108

17

770

32,042

31,77204

0,26996

18

780

32,455

32,17616

0,27884

19

790

32,866

32,58028

0,28572

20

800

33,277

32,9844

0,2926

21

810

33,686

33,38852

0,29748

22

820

34,095

33,79264

0,30236

23

830

34,502

34,19676

0,30524

24

840

34,909

34,60088

0,30812

25

850

35,314

35,005

0,309

26

860

35,718

35,40912

0,30888

27

870

36,121

35,81324

0,30776

28

880

36,524

36,21736

0,30664

29

890

36,925

36,62148

0,30352

30

900

37,325

37,0256

0,2994

31

910

37,724

37,42972

0,29428

32

920

38,122

37,83384

0,28816

33

930

38,519

38,23796

0,28104

34

940

38,915

38,64208

0,27292

35

950

39,310

39,0462

0,2638

36

960

39,703

39,45032

0,25268

37

970

40,096

39,85444

0,24156

38

980

40,488

40,25856

0,22944

39

990

40,879

40,66268

0,21632

40

1000

41,269

41,0668

0,2022

41

1010

41,657

41,47092

0,18608

42

1020

42,045

41,87504

0,16996

43

1030

42,432

42,27916

0,15284

44

1040

42,817

42,68328

0,13372

45

1050

43,202

43,0874

0,1146

46

1060

43,585

43,49152

0,09348

47

1070

43,968

43,89564

0,07236

48

1080

44,349

44,29976

0,04924

49

1090

44,729

44,70388

0,02512

50

1100

45,108

45,108

0


Случайные файлы

Файл
145921.doc
111470.doc
LAnet.doc
19135-1.rtf
158745.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.