Расчет ИП на влияние температуры (расчет дополнительной погрешности ИП от влияния температуры окружающей среды)

Согласно ГОСТ 13384-93 (СНГ), допускаемая дополнительная погрешность преобразователей, вызванная изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах, установленных рабочими условиями применения, на каждые 10 0С для преобразователей класса точности 0.5 (γдоп = 0.5%) не должна превышать 0.5 предела допускаемой основной погрешности, т.е. 0.25%.

С учетом того, что анализ схемы ИП проводился при 27 0С, определим с помощью Transient-анализа MicroCAP выходной сигнал ИП при изменении температуры ИП до крайних значений рабочего температурного диапазона ИП (0 .60) 0С. Расчет производится при максимальной температуре ТПС (Rt1 = Rt2 = 97.7935 Ом).

Значение выходного тока при температуре ИП 27 град С было определено в п.6: Iout_IP_27 = 5.0000 мА

Т.к. ТКС резисторов R15, R16 и R22 (типа С2-29В) в диапазоне температур (0 .+20)0С составляет +-75E-6 [1/0С], а в диапазоне температур (+20 .+60)0С составляет +-25E-6 [1/0С], определим модуль их эквивалентного линейного ТКС для температуры +60 0С:

(9.1)

В текстовом окне MicroCAP изменяем модель резистора "S2-29V+": MODEL S2-29V+ RES (R=1 LOT=0.1% TC1=41.67E-6)

Проведем анализ для температуры ИП 60 0С рис. 40: Iout_IP_60 = 4.9095 мА

Рис. 40. Анализ схемы при температуре ИП 60 0С

Определяем усредненную дополнительную погрешность от влияния температуры на ИП в диапазоне (27 .60) 0С:

(9.2)

Проведем анализ для температуры ИП 0 0С рис. 41: Iout_IP_0 = 5.0324 мА

Рис. 41 Анализ схемы при температуре ИП 0 0С

Определяем усредненную дополнительную погрешность от влияния температуры на ИП в диапазоне (0 .27) 0С:

(9.3)

Вывод: дополнительная погрешность от влияния температуры на каждые 10 0С рабочего диапазона ИП (0 60 0С) примерно в два раза превышает 0.5 предела допускаемой основной погрешности (0.25%). Это обусловлено тем, что мы моделировали ИП на наихудший случай его работы.

Заключение

В данной курсовой работе был спроектирован и смоделирован в системе Micro Cap 7.0 измерительный преобразователь на основе датчика температуры. В качестве датчика служит термопреобразователь сопротивления (ТПС). Это первичный измерительный преобразователь, электрическое сопротивление которого зависит от температуры. ТПС изготовлен из платины, что дает большое преимущество над другими ТПС, так как платина обладает самой лучшей воспроизводимостью характеристик.

Данное устройство обладает следующими характеристиками:

. Диапазон измеряемых температур: 150….250 oC

. Рабочий диапазон температуры: 0….60 oC

. Материал из которого изготовлен ТПС: Pt

. Тип выходного сигнала: ток

. Диапазон выходного сигнала: 0…5 мА

. Класс точности ИП: 0.5%

. Дополнительная погрешность ИП: не более 0.548

Статья в тему

Основные характеристики датчиков движения
Датчик движения - это пироэлектрический детектор, служащий приемником волн инфракрасного диапазона. Из курса физики мы знаем, что любое тело, нагретое до определенной температуры, начинает излучать ИК волны. То есть, принцип работы датчика движения основан на регистрации инфракрасных ...