Par termopāra sensora temperatūras mērīšanas sistēmas projektēšanu un piemērošanu

Kā tipisks temperatūras mērīšanas elements, termopāra sensors ir plaši izmantots .
Šis ir tipiska temperatūras mērīšanas sistēma, ko kontrolē viena mikroshēmas mikroshēma, kas sastāv no trim daļām: (1) mērījumu pastiprinātāja ķēde; (2) A/D pārveidošanas shēma; (3) Displeja shēma . To plaši izmanto temperatūras mērīšanas un temperatūras kontroles sistēmās elektrostacijās un ķīmiskajos augos .
1. aparatūras dizains
(1) termopāra temperatūras sensors
Šī sistēma izmanto niķeļa-hromium-nickel-silicon termopārus {. Izmērītais temperatūras diapazons ir 0-655 grāds {. Aukstā gala kompensācija pieņem kompensācijas tilta metodi . Potenciāls, ko rada nesalīdzināms tilts, ko var izmantot, lai mainītu termoelektrisko potenciālu, ko Izmanto, lai mainītu termiņu, lai mainītu galu, lai mainītu termiņu. thermocouple. The unbalanced bridge consists of four bridge arms of resistors R1, R2, R3 (manganese copper wire winding), Rcu (copper wire winding) and a bridge voltage regulator, which are connected in series in the thermocouple circuit. Rcu and the cold end of the thermocouple are at ±0℃, and R 1= r 2= r {3=1 ω . Tilta barošanas avota spriegums ir 4V, kuru darbina ar sprieguma stabilizētu barošanas avotu .}} RS RS ir strāvas ierobežojoša pretestība, un tā pretestības vērtība ir līdzsvarota ar dažādiem termiskiem grādiem {.}. . Šajā laikā četras tilta tilta pretestības ir r {1= r 2= r {3= rcu, un galos a un b {. nav izvades, kad aukstā gala temperatūra novirzās no 20 grādiem, piemēram, termos, kad rcu palielinās, kad tiek palielināts termoks. Samazinās, jo aukstā gala temperatūra paaugstinās . UAB ir vienāda ar termoelektriskā potenciāla samazināšanos, un izejas potenciāls paliek nemainīgs pēc tam, kad UAB ir uzlikts uz termoelektrisko potenciālu, tādējādi sasniedzot automātisku aukstā gala kompensācijas pabeigšanu .}}}}}}}..
(2) mērījumu pastiprinātāja shēma
Faktiskajās ķēdēs signāla izeja no termopāra ir ne vairāk kā daži desmitiem milivoltu (<30mV), and contains common-mode interference such as power frequency, static electricity and magnetic coupling. To amplify this kind of circuit, the amplifier circuit needs to have a high common-mode rejection ratio, high gain, low noise and high input impedance. Therefore, a measurement amplifier circuit is suitable. The measurement amplifier is also called a data amplifier, instrument amplifier and bridge amplifier. It has a high input impedance and is easy to match with various signal sources. Its input offset voltage, input offset current and input bias current are small, and the temperature drift is small. Due to the small time temperature drift, the measurement amplifier has good stability. The measurement amplifier is composed of three op amps, and the differential input terminals R1 and R2 are connected to the in-phase terminals of A1 and A2 respectively. The input impedance is very high, a symmetrical circuit structure is used, and the measured signal is directly added to the input terminal, thereby ensuring a strong ability to suppress common-mode signals. A3 is actually a differential follower, and its gain is approximately 1. The gain of the measuring amplifier is: AV=V0/(V2-V1), AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW). In this circuit, as long as the performance of op amps A1 and A2 is symmetrical (mainly referring to input impedance and voltage gain), their drift will be greatly reduced. They have high input impedance and common mode rejection ratio, are very sensitive to tiny differential mode voltage, and are suitable for measuring signals transmitted over long distances. Therefore, they are very easy to use with sensors with tiny outputs. RW is an external resistor used to adjust the gain, and a multi-turn potentiometer is used here.
Faktiskajā ķēdē A1 un A2 izmanto zemas drifta, augstas precizitātes op amp op -07 mikroshēmas, kuru ieejas nobīdes sprieguma temperatūras dreifēšana VIOS un ieejas nobīdes strāvas temperatūras dreifēšana ir ļoti maza . OP -07}} izmanto ultra-augstu tehnoloģiju un "zeener smalk. Vājās signālu {. OP -07, kas plaši izmantots stabilā integrācijā, precizitātes pievienošanas, salīdzināšanas noteikšanas un precizitātes pastiprināšanā, ir nepieciešams divkāršs barošanas avots, un darbības temperatūras diapazons ir 0-70 grāda ., ja parasti nav nepieciešama nulles pielāgošana. Pielāgošana . A3 izmanto 741 mikroshēmu, kurai nepieciešama divkārša barošanas avota, un barošanas avota diapazons ir ± ({3-18) v . Tipiskais barošanas avots ir ± 15V, kam parasti vajadzētu būt lielākam vai vienādam ar ± 5v . It. It. Nepieciešams .
(3) A/D (analogā-digitālā) konvertēšanas shēma
Mērījumu pastiprinātāja pastiprinātajam sprieguma signālam ir 0-5 v {. sprieguma diapazons Šis signāls ir analogs signāls, un to nevar pieņemt datorā, tāpēc faktiskā ķēdes laikā jāveic A/D konversija {}}} icl7109 ir Augstas chip, kas ir zems,. icl7109 ir Augsts. zemas drift, zemu izmaksu divējāda integrāla 12- bitu a/d pārveidotājs . Tā kā pašreizējais {12- bitu secīga tuvināšana A/D pārveidotājs ir salīdzinoši dārgs, lēts divkāršs integrāls 12-, kur tas nav augsts, ir augsts. Sistēmas dažādiem sensoru signāliem, piemēram, spiediena svēršana, mērīšana un temperatūras mērīšana .
Izmantojot iepriekš minēto termopāra sensora temperatūras mērīšanas sistēmas analīzi, es ceru, ka tas būs noderīgs ikviena darbam un izpētei .