Mittaa lämpövastusten ja lämpöparien mittaustarkkuuden parantamiseksi!

2.2 Mittaustermoelementtien mittaustarkkuuden parantamiseksi
Samanlainen kuin kolmen johdin tasapainotettu siltamenetelmä, kuviossa 2 esitetyn piirin lähtöjännitteet V1 ja V2 ovat suhteellisen pienet, ja jännitevahvistin tulisi lisätä ennen A/D-muuntamista. Vertailujännite VR on yleensä varustettu tarkkuusvakiojänniterähteellä stabiilin jännitesignaalin aikaansaamiseksi. Lisäksi, kun mikrokontrolleriohjelmisto valitsee sopivan algoritmin ja sanan pituuden matemaattisissa laskelmissa, laskentavirhe voidaan myös sivuuttaa. Vahvistinpiirin monistuskerroin ja matkailuauto vaihtelee kuitenkin komponentista komponenttiin, etenkin massatuotannossa, kun komponenttien tarkkuutta on vaikea varmistaa yhdenmukaisuus. Siksi tietylle syöttöpiirille on myös otettava huomioon virheitä ja matkailuautojen aiheuttamia virheitä.
RV: n aiheuttamien virheiden poistamiseksi kalibrointimenetelmää voidaan käyttää automaattisesti kalibroimaan ja laskemaan todelliset piirin ja matkailuautojen arvot instrumentin tuotannon aikana, ja sitten nämä kaksi parametria tallennetaan instrumentin haihtumattomaan muistiin. Kun instrumentti mittaa lämpötilaa, parametrit luetaan ja lasketaan kaavan (1) mukaisesti tarkan mitatun lämpötilan saamiseksi.
Jos kuvan 2 pitkä johdin korvataan mahdollisimman lyhimmällä johdolla (ts. R =0) ja lämpövastuksen RT korvataan tarkkuusvastuksella r, Vad on A/D -muunnon vertailujännite, ja sen jännitekerroin ja loput pysyvät muuttumattomina, niin: niin:

Kaavassa (4) R on tarkkuusvastus, jolla on tunnettu vastusarvo; D on A/D -muunnoksen tulos, joka voidaan helposti lukea instrumentin näyttölaitteesta; VR ja VAD ovat vakioita viitejännitteitä; on piirin kokonaismäärityskerroin; K on A/D -muunnoksen suhteellinen tekijä, kuten k =214 14- bitti A/D -muunnin. Sitten on vain kaksi tuntematonta matkailuautoa ja kaavassa (2). Tietylle tulopiirille, jos kaksi tarkkuusvastusta R1 ja R2, jolla on tunnettuja vastusarvoja, on kytketty kuvassa 2 esitettyyn piiriin kalibrointia varten (yritä saada kalibroinnissa R =0), voidaan saada kaksisuuntaista lineaarista yhtälöitä joukko. Siten tietylle syöttöpiirille ja matkailuautoille voidaan ratkaista yhtälöistä, ja tulokset ovat seuraavat:

Yllä oleva kalibrointimenetelmä voidaan tiivistää seuraavasti: Kaksi tarkkuuden standardivastusta R1 ja R2, jolla on tunnettuja vastusarvoja, on kytketty instrumentin syöttöliittimiin, ja kytkentäjohdon vastus minimoidaan niin paljon kuin mahdollista. Tällä hetkellä tallennetaan instrumenttilukemat D1 ja D2, ja kalibroidun instrumentin tuntemattomat parametrit ja matkailuautit voidaan laskea korvaamalla ne kaavaksi (5). Käytössä on suositeltavaa käyttää samaa VR: n ja VAD: n referenssilähdettä, joten kaavassa (5) laskelma on riippumaton vertailujännitteen tarkkuudesta. Tämä menetelmä vähentää eroja eri referenssilähteiden välillä, etenkin erilaisten viitteiden ajanjakson ja lämpötilan siirtymisen vaikutuksen.
2.3 Mittauspiiri
Kuvio 3 on korkean tarkkuuden PT100-lämpötilan mittausjärjestelmän etutulopiiri, jossa PT100-vertailujännite ja A/D-muuntimen ICL7135 referenssijännite ovat sama jännitteen referenssilähde. Kaksi PT100: n mittaussignaalia V1 ja V2 vahvistetaan samalla operatiivisella vahvistimella (1+ R3/R4) ja syötetään sitten A/D -muunnin. Mikroreleen K1 käytetään kanavan valintaan. Tämä menetelmä jakaa operatiivisen vahvistimen, A/D -muuntimen ja vertailujännitteen lähteen vähentäen eri laitteiden välisten erojen vaikutusta mittaustuloksiin. ICL7135: n A/D -muuntamistulos on kytketty mikrokontrolleriin sarjatilassa, mikä voi suuresti tallentaa mikrokontrollerin IO -portin. Piirin kalibroinnissa standardivastuksia 100Ω ja 300Ω käytetään kalibrointiin, ja kalibrointitulokset ja matkailuautot tallennetaan mikrokontrollerijärjestelmän EEPROM: iin. Todellisessa mittauksessa mikrokontrollerijärjestelmä ottaa pois ja matkailuautot tunnettuina arvoina ja laskee vastus -RT -arvon kaavan mukaan (3).

2.4 Mittauspiirikokeen analyysi

Verrattuna kolmen johdin tasapainotettuun siltamenetelmään, tämän piirin havaitsemistulokset on parantunut huomattavasti. Taulukko 1 on vertailu standardivastusarvoista, jotka mitataan kahdella eri menetelmällä. Heidän joukossaan r on linjankestävyys.

Taulukosta 1 voidaan nähdä, että kolmen johdin tasapainotetun siltamenetelmän teoreettisilla mittaustuloksilla on suuria virheitä ja viivavastuksen R kasvun aiheuttama virhe on suurempi. Kun mitattavan lämpövastuksen vastusarvo kasvaa, myös absoluuttinen virhe kasvaa. Taulukossa 1 absoluuttinen virhe on 2,57%, kun mitattu vastus RT =300 ω ja viivan vastus r =20 ω. Tässä artikkelissa käytetyn parannetun kolmen johdinmenetelmän todellisilla mittaustuloksilla on absoluuttinen virhe vain 0. 3 ω ja suhteellinen virhe ± 0. 1% mitatun data-alueen sisällä. Piirissä käytetty A/D -muunnin vastaa vain 14- bitti A/D -muuntamisen tarkkuutta. Jos käytetään korkeampaa A/D-muunninta, voidaan saavuttaa suurempi mittaustarkkuus. Varsinaisessa lämpövastuksen anturin lämpötilan mittauslaitteessa on myös lisättävä siihen liittyvä ohjelma, joka muuntaa mitatun resistanssin vastaavaan lämpötilaan. Toisin sanoen RT: n mitattuna todellisen lämpötilan arvoa voidaan ratkaista tarkasti kaavalla (1).

3 Päätelmä

Kolmen johdin tasapainotettua siltamenetelmää käytetään laajasti lämpövastuksen mittauksessa, mutta on ongelma, että anturin lyijyvastuksen aiheuttamaa mittausvirhettä ei voida eliminoida. Tässä artikkelissa analysoidaan Tasapainotetussa siltamenetelmässä lämpövastusten mittaamiseksi olemassa olevia ongelmia, ehdottaa vakiojännitteen jakajan kolmen johdotuksen mittausmenetelmää, analysoidaan mittauspiirivirheen syitä ja vaikuttavia tekijöitä, johtaa ja määrittelee vaikuttavat parametrit ja kaavat mitattavaksi ja suunnittelee täydellisen mittauspiirin, joka sisältää signaali-ampuma-alueen ja A/D-konverinsa. Mikrotietokone. Lopuksi suunnitellun piirin testitarkkuus testataan ja määritetään. Testi osoittaa, että kun kolmen johdin tasapainotettu siltamenetelmä mittaa 1 0 0 ~ 300Ω ja linjan vastus on 0 ~ 20Ω, **** mittausvirhe saavuttaa 2,57%, kun taas tasapainotettu kolmen johdin mittausvirhe on vain ± 0,1%. Siten saadaan korkean tarkkaan kolmen johdin lämpövastuksen mittauspiiri.