מדחום רציומטרי. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מדחום רציומטרי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

במדחום זה, הבנוי על חיישן טמפרטורה סטנדרטי מסדרת TSM, בשימוש נרחב בתעשייה, ושבב ADC KR572PV2 בעל אינטגרציה כפולה, שתוכנן במיוחד עבור מכשירי מדידה, ננקטו כל האמצעים כדי לפצות על השפעת מקורות השגיאה ולהגדיל הדיוק של קריאות הטמפרטורה.

השיטה היחסית למדידת ההתנגדות של חיישן טמפרטורה התנגדות (שיטת יחס) מספקת דרך פשוטה לבטל את השפעת חוסר היציבות של הזרם הזורם דרך החיישן על דיוק ההמרה. העיקרון של שיטה זו מודגם באיור. 1. זרם I יוצר מפל מתח Ud=I·Rd על פני התנגדות החיישן Rd. התנגדות דוגמה R מחוברת בסדרה עם החיישן₀, שעליו יורד המתח U₀. תוצאת מדידה N=Ud/U₀₌Rd/Ro אינו תלוי בזרם, שכן Ud ו-Uo משתנים ביחס אליו. דיוק המדידה תלוי רק ביציבות הטמפרטורה של התנגדות הייחוס R₀.

מדחום רציומטרי
אורז. 1. שיטה רציומטרית למדידת התנגדות של חיישן טמפרטורה התנגדות

המיקרו-מעגל KR572PV2 (אנלוגי ל-ICL7107 המיובא) תוכנן במיוחד עבור מדידות כאלה. יש לו כניסות דיפרנציאליות מבודדות הדדית של Uin הנמדד (הקלט) ומתח ה-Urev הייחוס, ותוצאת המדידה היא היחס בין Uin ל-Urev.

מדחום רציומטרי
אורז. 2. סכימה של מעגל המדידה

בעת מדידת טמפרטורה בסולם צלזיוס, יש צורך להציג גם את סימן הטמפרטורה. כדי לעשות זאת, עליך להיכנס למעגל המדידה, כפי שמוצג באיור. 2, נגד הטיה R_{סנטימטר}, שהתנגדותו חייבת להיות שווה להתנגדות החיישן בטמפרטורה של 0 ^оג תוצאת המדידה תהיה שווה ל

N \uXNUMXd (Ud - Ucm) / Uo \uXNUMXd (Rd - Rcm) / Ro.

דיוק המדידה במקרה זה תלוי ביציבות הטמפרטורה של לא רק Ro, אלא גם Rcm. עם זאת, למיקרו-מעגל KR572PV2 אין כניסות לאספקת מתח Ucm. בגרסה המוצעת של מדחום, לא רק זה, אלא גם בעיות אחרות נפתרות. הוא לא רגיש ליציבות הזרם הזורם דרך החיישן, אפס סחיפה וסחיפה רווח של המגבר התפעולי הכלול במכשיר, להתנגדות של החוטים המחברים את החיישן ומדחום, להתנגדות החולפת של המגעים של מחבר החיישן. , ובמקרה של שימוש במספר חיישנים הניתנים להחלפה - להתנגדות החולפת של מתג המגעים.

מד החום מודד טמפרטורה בטווח שבין -50 ל-180 ^оC ברזולוציה 0,1 ^оג. החיישן הוא מדחום התנגדות נחושת סטנדרטי (RCT) עם מאפיין 23 [1] והתנגדות 53 אוהם ב-0 ^оג. הליניאריות של סולם המכשיר תלויה בחיישן בלבד ונשמרת לאורך כל טווח הטמפרטורה הנמדדת.

תרשים מד החום מוצג באיור. 3. המתחים המסופקים לכניסות המיקרו-מעגל DD5 נוצרים על קבלים C11-C14, המחוברים לסירוגין ליציאה של המגבר OP DA1 על ידי בורר-מרבבה DD4 (K561KP2), המסוגל להחליף אותות אנלוגיים. באופן סינכרוני עם DD4, הבורר-מרבב DD1 (K561KP1) מחבר את המתח מהנגדים של מעגל המדידה לכניסת ה-Op-amp.

אורז. 3. תרשים של מדחום (לחץ להגדלה)

הבורר-מרבבים נשלטים על ידי מונה DD3.1, שהכניסה שלו מסופקת עם פולסים בתדר של 50 קילו-הרץ מגנרטור על הדק שמיט DD2.1. התדר נקבע על ידי בחירת הנגד R8. הנגד R1 מגדיר את הזרם הזורם דרך החיישן RK1, ומתחים Ucm ו-Urev נוצרים על נגדים R2-R7.

Op-amp DA1 (KR140UD1408A) משמש כעוקב מתח, בעל כניסה גבוהה, עכבת יציאה נמוכה ומקדם שידור של אחדות. עם זאת, הוא מעביר את רמות האותות העוברים דרך החזר לפי ערך הסחיפה האפסית של מגבר ההפעלה Udn. כדי להדגיש אפס סחיפה, בורר-מרבבה DD1, עם קוד 11 בכניסות הכתובות, מחבר את כניסת החזרה לחוט המשותף. לאחר מכן, הבורר-מרבבה DD4 מחבר את הקבל C11 ליציאת החזר, הנטען למתח Udn. מתח זה מסופק לכניסת -Urev של המיקרו-מעגל DD5. ניתן להראות שזה מבטל לחלוטין את ההשפעה של סחיפה אפסית של המגבר על תוצאת מדידת הטמפרטורה.

אלמנטים DD2.2-DD2.4, נגדים R11-R13, דיודה VD2, טרנזיסטורים VT2-VT4 משמשים לכיבוי אפס לא משמעותי במחוון HG1.2 (עשרות מעלות). דיודה VD1 חוסמת אפס כיבוי בטמפרטורות מעל 99,9 ^оC, כאשר מחוון HG1.1 מציג אחד. טרנזיסטורים VT1, VT2 ו-VT4 מגבירים את התפוקות של שבב DD5, ומספקים להם רמות מקובלות עבור שבב DD2.

מדחום רציומטרי
אורז. 4. מעגל אספקת חשמל

אם אתה מודד את הטמפרטורה מעל 99,9 ^оC אינו צפוי, ניתן להסיר את הנגד R10, הדיודות VD1, VD2 והטרנזיסטור VT1, וניתן לחבר את המסופים הפנויים הנותרים של אלמנט DD2.4 והנגד R13 זה לזה.

באספקת החשמל (איור 4), נוצר מתח שלילי של -4,7 וולט באופן המתואר ב- [2], המאפשר שימוש בשנאי T1 עם מספר קטן יותר של פיתולים משניים.

הנגדים המשמשים במדחום יכולים להיות מכל סוג. עבור מדידות קריטיות, מומלץ להשתמש נגדים R2-R5 עם מקדם התנגדות טמפרטורה נמוך - C2-29V, C2-36, C2-14. עדיף להשתמש נגדי כוונון רב-סיבובים ללא חוטים R6 ו-R7, למשל, SP3-24, SP3-36, SP3-37, SP3-39, SP3-40, RP1-48, RP1-53, RP1- 62א. הערכים שלהם עשויים להיות שונים מאלה המצוינים בתרשים ולהגיע לכמה עשרות קילו אוהם.

קבלים C9-C14 - K72-9, K71-4, K71-5, K73-16, K73-17. קבלי תחמוצת יכולים להיות כל דבר. הקבלים הנותרים הם כל הקבלים הקרמיים בגודל קטן. הקבלים C1 ו-C2 ממוקמים קרוב ככל האפשר למסופי החשמל של המגבר OP DA1, והקבלים C23-C25 ממוקמים ליד המיקרו-מעגלים DD1-DD5.

המייצב האינטגרלי DA3 מותקן על לוח אלומיניום בשטח של לפחות 16 ס"מ². שנאי T1 - TP132-19 או הספק כולל אחר של לפחות 3 VA עם שתי פיתולים משניים במתח של 9 V.

כדי להגדיר מדחום, יש צורך במחסן התנגדות, המחובר במקום חיישן RK1. לפני תחילת ההתקנה, סובב את כל מתגי המגזין מספר פעמים מנעילה לנעילה כדי להסיר את סרט התחמוצת שנוצר על משטחי המגע שלהם. הגדר את המחוונים של נגדי החיתוך R6 ו-R7 למיקום האמצעי בערך, ומאגר ההתנגדות עובר למצב 53 אוהם. לאחר שעשית זאת, השתמש בנגד חיתוך R6 כדי להגדיר את מחוון מד החום ל-0,0 ^оס

לאחר מכן, העבר את המתגים למצב 77,61 אוהם, המתאים לטמפרטורה של 99,0 ^оC, או למצב 93,64 אוהם (טמפרטורה 180,0 ^оעם). השתמש בנגד גוזם R7 כדי להגדיר את הטמפרטורה הרצויה על המחוון. לשליטה, הזז את המתגים למצב 41,71 אוהם. המחוון צריך להראות -50,0 ^оג. תיאור של פעולה כזו זמין ב-[3].

אם אין מאגר התנגדות, ניתן לבצע התאמה בצורה ידועה. חברו את החיישן ומדחום הייחוס זה לזה והניחו אותם בכלי עם קרח נמס, כאשר כמות הקרח הלא מומס צריכה לגבור על כמות המים המומסים. המדחום והחיישן לא צריכים לגעת בקרח או בדפנות הכלי. לאחר הצלילה, המתן זמן מה עד שקריאת מד החום תתייצב. כאשר הם מתייצבים, השתמש בנגד חיתוך R6 כדי להגדיר את המחוון ל-0,0 ^оס

לאחר מכן הנח את החיישן ומדחום הייחוס במים מחוממים מעורבים היטב. ככל שהטמפרטורה שלו גבוהה יותר, כך ההתאמה תהיה מדויקת יותר. לאחר ייצוב הקריאות עם נגד חיתוך R7, הביאו אותן לקריאות של מדחום רגיל. מומלץ לחזור על ההתאמה מספר פעמים.

בעת יצירת חיישן בעצמך, מדוד עבורו חתיכת חוט נחושת בכל קוטר באורך כזה שההתנגדות שלו בטמפרטורת הסביבה בפועל מתאימה לזו המצוינת בטבלה. 1. אורך חוט משוער בטמפרטורה 20 ^оC בהתאם לקוטר שלו ניתן בטבלה. 2. ההתנגדות של נחושת בטמפרטורה זו משוערת להיות 0,0175 אוהם מ"מ²/ M.

לוח 1

T, ^оС	Rd, אוהם	T, ^оС	Rd, אוהם
0	53,00	20	57,52
15	56,39	21	57,74
16	56,61	22	57,97
17	56,84	23	58,19
18	57,06	24	59,42
19	57,29	25	58,65

לוח 2

קוטר נחושת נומינלי, מ"מ	אורך, מ
0,05	6,45
0,03	9,29
0,07	12,65
0,08	16,52
0,09	20,91
0,1	25,85

האפשרות הפשוטה ביותר היא למדוד את החוט עם שוליים, ולאחר מכן לקצר אותו כדי להשיג את ההתנגדות הרצויה.

אך התאמה מדויקת במיוחד של התנגדות החיישן לאלה המצוינות בטבלה. ערך 1 לא שווה את זה. אחרי הכל, במהלך תהליך ההתקנה עדיין תצטרך להשתמש נגדי חיתוך R6 ו-R7.

סובב את חוט החיישן על הסליל בצורה דו-פילרית, לאחר קיפולו לשניים. לחיישן כזה אין השראות, וכל ההפרעות האלקטרומגנטיות בכל חצי מהחוט שלו מנוטרלת הדדית. בעת הגדרת מכשיר עם חיישן מתוצרת עצמית באמצעות מאגר התנגדות, יש צורך לקחת בחשבון סטיות של ההתנגדות בפועל של החיישן מהתקן [1].

מקור המתח של 5V(d) המספק את מעגל החיישן חייב להיות מבודד גלווני ממעגלים אחרים. השימוש במגבר המכשור AD623 יאפשר לכם לנטוש מקור כזה.

מגבר כזה רצוי גם מכיוון שיש לו מקדם הנחתה גבוה של הפרעות במצב נפוץ שמתרחשת בהכרח על חוטי החיבור של החיישן. תרשים המעגל לחיבור המגבר למדחום מוצג באיור. 5. ניתן להשתמש בסוג אחר של מגבר מכשור, למשל, AD8221, LT1168, MAX4194.

מדחום רציומטרי
אורז. 5. תוכנית הפעלת המגבר במדחום

באיור. איור 6 מציג מעגל מגבר מכשור שבו ניתן להשתמש בכל מגבר הפעלה. הערכים המומלצים של כל הנגדים הם 51 קילו אוהם, אך הם יכולים להיות שונים. יש צורך רק למלא בדיוק רב האפשרי (עם שגיאה של שבריר אחוז) את התנאים R1=R2 ו-R3=R4=R5=R6.

מדחום רציומטרי
אורז. 6. מעגל מגבר מכשור

הרווח של מגבר המכשור תלוי בהתנגדות של הנגד החיצוני Rg:

K = 1 + (R1 + R2)/Rg.

בהיעדרו, הוא שווה לאחד, וניתן להחליף את הנגדים R1 ו-R2 במגשרים.

הזרם העובר דרך החיישן מחמם אותו, מה שמוביל לשגיאה במדידת הטמפרטורה. הנגד R1 (ראה איור 3) מתוכנן כך שזרם של כ-4,43 mA זורם במעגל החיישן, שבו שינוי בטמפרטורה במעלה אחת גורם לשינוי במתח Ud ב-1 mV. ניתן להפחית את הזרם על ידי הגדלת ההתנגדות R1. עם זאת, לא משנה כמה פעמים הופחת הזרם, אותו מספר פעמים יש צורך להגדיל את רווח הבמה ב-Op-amp DA1, שעבורו יש צורך לשנות את מעגל המדחום, כפי שמוצג באיור. 7. במקרה זה, הרווח שווה ל

K = 1 + R2`/R1`.

אבל לא כדאי להיסחף עם הפחתת הזרם, שכן ככל שהאות השימושי גדל, ההפרעות גם תגדל. סחף הטמפרטורה של ההגבר לא ישפיע על תוצאות המדידה, שכן כל האותות המשתתפים במדידה עוברים אחד אחד דרך אותו מגבר ומשתנים באופן פרופורציונלי. מערכת היחסים ביניהם נותרה ללא שינוי.

מדחום רציומטרי
אורז. 7. שינה חלק ממעגל המדחום

יישום של מסנן, שהתרשים שלו מוצג באיור. 8, יפחית משמעותית את ההפרעות במצב משותף, וכן יגן על כניסות המיקרו-מעגל DD1 מפני מתחי יתר שעלולים, בכל מצב חירום, להיווצר על החוטים המחברים את החיישן למדחום. ניתן למצוא את המשרן הדו-פתיל L1 במעגלי אספקת החשמל של מכשירים אלקטרוניים רבים, למשל מסכי מחשב. המסנן כלול במעגלים הפתוחים המחברים את פינים 2 ו-4 של מחבר X1 עם הפינים של המיקרו-מעגל DD1. מיקומי הקרעים מוצגים באיור. 3 צלבים.

מדחום רציומטרי
אורז. 8. מעגל סינון

אם אתה מתכנן להשתמש במספר חיישנים, יש לחבר את כל חמשת החוטים המחברים את החיישן למדחום, כולל החוט המשותף. המתג יכול להיות כל דבר.

ספרות

כיול מדי חום התנגדות. - כתובת אתר: axwap.com/kipia/docs/datchiki-temperatury/termometry-soprotivleniya.htm.
שני מתחים מפיתול שנאי אחד (חו"ל). - רדיו, 1981, מס' 5-6, עמ'. 72.
חומנקוב נ., זברב א. מדחום דיגיטלי. - רדיו, 1985, מס' 1, עמ'. 47, 48.

מחבר: V. Prokoshin

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

בקרי ZigBee 32 סיביות ראשונים 27.07.2008

ג'ני הטמיעה ערימת ZigBee PRO עבור הבקר האלחוטי שלה JN32 עם שבב יחיד 5139 סיביות. הפתרון מספק שני יישומים: כמעבד משובץ עצמאי וכמעבד משותף. צפוי שהדבר יספק למעצבים גמישות נוספת בבחירת האמצעים.

צמצם עוד יותר את זמן התכנון על ידי שימוש במודולי RF מהמדף של ג'ני, בעלי אישור FCC ו-ETSI. עובד כמעבד עצמאי, JN5139 מספק תמיכה ב-ZigBee PRO והפעלת יישומי משתמש. כמעבד משותף, ה-JN5139 מאפשר לך להוסיף פונקציונליות של ZigBee PRO לפרויקטים קיימים. ה-JN5139 כולל, בנוסף לתמיכה ב-ZigBee PRO, כמות גדולה של זיכרון פנימי וכלי ניהול חשמל מתקדמים כדי למזער את צריכת החשמל.

המיקרו-בקר מוגדר עם 192 kB של ROM עבור IEEE802.15.4 MAC ו-96 kB של RAM עבור יישומים. בנוסף, הוא כולל ממשקי UART, SPI ומחשב אישי, קווי קלט/פלט (GPIO), טיימרים, ממירי 12 סיביות אנלוגיים לדיגיטליים ודיגיטליים לאנלוגים, השוואות.

את התמונה משלים מקלט משדר מובנה במהירות 2,4 גיגה-הרץ התואם למפרט IEEE802.15.4, המספק טווח תקשורת של 30 ... 50 מ' ואמצעי הצפנה באמצעות אלגוריתם AES (128 סיביות). ראוי לציין שצריכת הזרם הכוללת במצב שינה אינה עולה על 5 μA.

עוד חדשות מעניינות:

▪ התיאוריה הפיזיקלית של מוליכות-על מוטלת בספק

▪ תפוחים מקדמים את הצמיחה של נוירונים חדשים

▪ הסיבה העיקרית לאהבת האלכוהול התגלתה

▪ רובוט בייביסיטר לכלבים

▪ החור באוזון חייב להיעלם

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר מגבילי אותות, מדחסים. בחירת מאמרים

▪ מאמר צילום חתונות מקצועי. שאלות ותשובות. וידאו ארט

▪ מאמר מדוע לאנשים יש רגישות שונה לרעשים זרים במהלך השינה? תשובה מפורטת

▪ מאמר דשא פיל. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מערכת השקיה וריסוס אוטומטיים של צמחים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר בכיסוי עיניים. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר