Читать доклад по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Первичные преобразователи" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Министерство образования и науки

Российской федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Южный федеральный университет” г. Таганрог

Факультет РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ

Кафедра МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ ДОКЛАД

по курсу

«Физические и алгоритмические основы построения интеллектуальных датчиков»

на тему: «Первичные преобразователи» Разработал

Студент группы МГР-12 Д. С. Убирайло

Проверил

к. т. н., доц. Е.В. Удод Таганрог 2013 1. Термопара Температурный датчик на основе термопары образуется сварным соединением (спаем) двух различных металлов. Томас Зеебек в 1821 году обнаружил термоэлектрический эффект, названный в его честь эффектом Зеебека (Эффект Зеебека обратим: пропустив ток по цени из разнородных материалов другой ученый по фамилии Пултье заметил, что один из спаев нагревается, а другой охлаждается (эффект Пельте). На этом принципе работают охладители для компьютеров, автомобильные холодильники и т.д) , когда в месте между «горячим» и «холодным» спаем металлов с разными температурами возникает термо-ЭДС с небольшой разностью потенциалов (порядка нескольких мВ), которую можно измерить милливольтметром. Величина возбуждаемого напряжения зависит от того, какие металлы соединены. Для образования термопар существует три наиболее распространенных комбинации металлов: железо-константан (тип J), медь-константан (тип Т) и хром-алюминий (тип К). Напряжение, образуемое термопарой, имеет очень малую величину, обычно несколько милливольт. Напряжение термопары типа К изменяется всего на 40 мкВ на градус Цельсия. Такие малые изменения напряжений термопары требуют прецизионных измерений: для обеспечения точности измерения температуры 0.1 °С требуется точность измерения напряжения порядка 4 мкВ. С другой стороны, поскольку любые два разных металла образуют термопару при соединении, то точка соединения термопары с измерительной системой также будет иметь свойства термопары в месте их соединения из-за разницы температур, измеряемой термопары и температуры окружающей среды. Место соединения (колодка) начинает нагреваться и образует паразитную термопару из материала колодки и медных проводников, подсоединенных к ней. Под медными проводниками подразумеваются не только медные провода, но и медные дорожки печатной платы.

Данный эффект может быть сведен к минимуму размещением соединений в так называемом изотермическом блоке, выполненном из теплопроводного материала (Рисунок 1). Материал с высокой теплопроводностью снижает разность температур между точками соединения, уменьшая тем самым ошибку, вводимую местом соединения проводников. Распространенный способ компенсации температурной зависимости изотермического блока - это размещение в блоке полупроводникового диода и измерение на нем падения напряжения.

Для усиления крайне малого сигнала термопары в десятые доли вольт необходим операционный усилитель, и обычно используется инструментальный усилитель в дифференциальном включении. Коэффициент усиления такого типа ОУ находится в диапазоне 100...300, и любой шум, воздействующий на термопару, будет усилен во столько же раз. Такое включение инструментальных усилителей

Похожие работы