Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Оптимизация характеристики чувствительности датчика температуры
       
    Большое количество разнообразных датчиков и преобразователей физических явлений работают через механизм изменения собственного сопротивления. Эти устройства считывают температуру, освещение, давление, влажность, проводимость и т.п. Величина сопротивления или проводимости резистивного датчика зависит от его чувствительности к измеряемому физическому параметру. Такие резистивные датчики нуждаются в интерфейсной электрической схеме. На рис.1 показана схема, которую удобно применять с любым резистивным датчиком и использовать с любым униполярным АЦП. Сопротивление R1 задает ток возбуждения датчика IB. ОУ усиливает напряжение смещения датчика IBRT. Когда RT = RMIN, то VOUT = 0 В и когда RT = RMAX, то VOUT = VREF. Таким образом, RT = (VOUT/VREF) (RMAX- RMIN) +RMIN. Положительная обратная связь через резистор R4 препятствует изменению напряжения через резистор R1 и таким образом поддерживает постоянный ток возбуждения датчика во всем диапазоне сопротивлений от RMIN до RMAX. Номиналы сопротивлений R1...R4 выбирают после определения величины тока IB. Ток возбуждения датчика рассчитывается по формуле IB =VREF/(RMAX+RMIN). Зная IB, можно вычислить требуемое усиление: G = VREF / ((RMAX - RMIN) (IB)). Тогда R1= (Z-RMAX)(1+1/G); R2=Z-R1; R3= (G-1)(R1R2/Z); R4=GR1, где Z = VREF/IB. В качестве практического примера на рис.1 показано использование 100-омного платинового резистивно-температурного датчика РRTD для считывания температуры в диапазоне от 25 до 50°C с точностью 0,1°С . Указанному температурному диапазону соответствует диапазон сопротивлений от 109,73 до 119,4 Ом. Учитывая температурный коэффициент 0,39 Ом/°С требовалось бы по крайней мере 12 битов конверсионного разрешения для оцифровки данных измерения, без расширения шкалы. Но можно использовать 8-разрядный АЦП с параметрами цепи, приведенными на рис.1. Ток IB, протекающий через датчик, равен 1 мA. При этом мощность составляет 120 мкВт. При VREF=2,5 В, Z=2,5 В/1 мA=2500 Ом. G=2,5/9,67/1 мA = 258,5. Отсюда следует, что R1=(2500-119,4)(1+1/258,5) =2390 Ом. R2 = 2500-2390 = 110 Ом; R3 = (257,5)(2390х110/2500) = 27,100 Ом; R4 = 258,5х2390 = 618 Ом; RT = 9,67(VOUT/VREF) + 109,73. Учитывая низкую цену, небольшой размер, прочную конструкцию, точность, эксплуатационную гибкость и чувствительность, резистивные терморезисторы являются самыми популярными из доступных температурных датчиков. Однако при использовании их для широкодиапазонных температурных измерений следует обратить внимание на сильно выраженную нелинейность характеристики чувствительности. Так, при объединении нелинейной экспоненциальной кривой терморезистора (зависимость сопротивления от температуры) с характеристикой линейного формирователя сигнала (см. рис.1) результирующий график будет иметь вид кривой А, показанной на рис.2. Как видно из графика, значительная часть диапазона сопротивления терморезистора находится в маленьком размахе температур в нижней части диапазона (кривая B на рис.2). На рис.3 показана схема, компенсирующая свойственную нелинейность терморезистора. Схема формирует псевдологарифмическую частотную характеристику (кривая C на рис.2). На выходе ОУ IC1 присутствует выходное напряжение амплитудой (размахом) ±10 В, которое можно использовать как входной сигнал для АЦП. Сопротивление терморезистора равно R4 (V0+10)/(102V0). На рис.2 кривая D - результирующая кривая чувствительности. Литература 1. Pseudologarithmic thermistor signal conditioning spans wide temperature range // EDN. -2005. -№6. 2.Optimize linearsensor resolution // EDN. -2002. -№7.


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100