W sprawie projektowania i zastosowania systemu pomiaru temperatury czujnika termopary

Jako typowy element pomiaru temperatury czujnik termopary był szeroko stosowany .
Poniżej znajduje się typowy system pomiaru temperatury kontrolowany przez mikrokomputer z pojedynczym układem, który składa się z trzech części: (1) obwód wzmacniacza pomiarowego; (2) obwód konwersji A/D; (3) Obwód wyświetlania . Jest szeroko stosowany w systemach pomiaru temperatury i kontroli temperatury w elektrowniach i roślinach chemicznych .
1. Projekt sprzętu
(1) Czujnik temperatury termopary
Ten system wykorzystuje termokupy niklu-chromowe-nickel-silicon . Zmierzony zakres temperatur jest 0-655 stopień . Zimna kompensacja końcowa przyjmuje metodę mostka kompensacyjnego . Potencjał generowany przez niezrównoważony mostek jest wykorzystywany do kompensacji zmiany termicznej spowodowanej zmianą przez zmianę temperatury chłodnicy z zimna temperatury na zimna Thermocouple . Niezrównoważony most składa się z czterech ramion mostu rezystorów R1, R2, R3 (uzwojenie drutu miedzianego manganu), RCU (uzwojenie drutu miedzianego) i regulator napięcia mostu, które są połączone szeregowo w obwodzie termopary . RCU i zimna koniec termokuty. R 1= r 2= r 3=1 ω . napięcie zasilania mostu jest 4 V, zasilane przez zasilanie napięcia} most . RS jest rezystorem ograniczającym prąd, a jego wartość odporności różni się różni się termopolą {}} mostek w wysokości 20 stopni w 20 stopniach. . W tej chwili cztery rezystancje ramion mostu mostu to r 1= r 2= r 3= rcu, i nie ma wyjścia na koniec a i b ., gdy temperatura zimnej końcowej wychodzi z 20 stopni, na przykład, gdy jedzie, RCU wzrośnie, gdy termiczne potencjał termiczny z termicznych potencjałów. zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury zimnej końcowej . UAB jest równy spadkowi potencjału termoelektrycznego, a potencjał wyjściowy pozostaje niezmieniony po tym, jak UAB zostanie nałożony na potencjał termoelektryczny, osiągając w ten sposób automatyczne zakończenie rekompensaty zimnej końcowej .}
(2) Obwód wzmacniacza pomiarowego
W rzeczywistych obwodach wyjście sygnału z termopary to nie więcej niż kilka dziesiątek miliWoltów (<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.
W rzeczywistym obwodzie A1 i A2 używają niskoprzepustowych, wysokiej precyzyjnych układów OP AMP OP -07, których wejściowe przesunięte napięcie dryft Vios i wejściowe prąd wejściowy Drift IIO są bardzo małe . op -07 wykorzystuje technologię Ultra-High, a „Zener stały się”, aby tworzyć swoją VIOS, iios, iios, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo mały, bardzo, bardzo mały. i jest szeroko stosowany w stabilnej integracji, precyzyjnym dodawaniu, wykryciu porównawczym i precyzyjnym wzmocnieniu słabych sygnałów . op -07 wymaga podwójnego zasilania, a zakres temperatur roboczych jest wymagany 0-70 . Regulacja . A3 używa układu 741, który wymaga podwójnego zasilania, a zakres zasilania wynosi ± (3-18) v . Typowe zasilanie wynosi ± 15 V, które powinny być ogólnie większe lub równe ± 5v . Kapacitorów Kapacitorów Kapacitorów kompensacyjnych, a brak kompensacji zewnętrznej są limitowane kompensację zewnętrzną. Wymagane .
(3) A/D (analogowo-cyfrowy) obwód konwersji
Sygnał napięcia wzmacniany przez wzmacniacz pomiaru ma zakres napięcia 0-5 v . Ten sygnał jest sygnałem analogowym i nie może być akceptowany przez komputer, więc konwersja A/D musi być wykonana . w faktycznym obwodzie, w rzeczywistym obwodzie, faktycznym obwodzie ICL7109 jest wybierany Niski szalony, niski, tani, podwójny konwerter podwójny 12- Bit A/D . Ponieważ bieżący bit {}} Bit A/D Konwerter A/D Konwerter A/D Konwerter jest stosunkowo drogowy, a tanie podwójne integralne 12- Bit A/D ICL7109 jak w przypadku wysokiej precyzji systemów pomiarowych dla różnych sygnałów czujników, takich jak ważenie, ciśnienie pomiarowe i temperatura pomiarowa .
Poprzez powyższą analizę systemu pomiaru temperatury czujnika termopary mam nadzieję, że będzie to pomocne dla wszystkich prac i badań .