Анализ проводного подсоединения последовательной цепочки датчиков к МК

Тогда:

Ти = ТИ1+ ТИ2+ ТИ3+ ТИ4+ ТИ5, (5.3)

где ТИ1 - длительность сигнала от датчика AD1 при поступлении в МК,

ТИ1 - длительность сигнала от датчика AD2 при поступлении в МК,

ТИ1 - длительность сигнала от датчика AD3 при поступлении в МК,

ТИ1 - длительность сигнала от датчика AD4 при поступлении в МК,

ТИ1 - длительность сигнала от датчика AD5 при поступлении в МК,

Тогда, при прохождении сигнала от одного датчика к другому, длительность информационного интервала от каждого датчика увеличивается на 1.5мкс(см. выше). Следовательно:

ТИ1 = (1.5*5)мкс = 7.5мкс,

ТИ2 = (1.5*4)мкс = 6мкс,

ТИ3 = (1.5*3)мкс = 4.5мкс,

ТИ4 = (1.5*2)мкс = 3мкс,

ТИ5 = (1.5*1)мкс = 1.5мкс.

В результате, используя формулу 5.3, получим:

Ти = ТИ1+ ТИ2+ ТИ3+ ТИ4+ ТИ5= (7.5+6+4.5+3+1.5)мкс = 22.5мкс.

Тогда, согласно формуле 5.2:

Δт =Tи+To=(22.5+2)мкс=24.5мск.

Возвращаясь к формуле 5.1, получим:

) При температуре Т=100 ОС, TL = 84мс, TH = 36мс.

Тогда, |Δд100|=0.464%.

) 1) При температуре Т=0 ОС, TL = 60мс, TH = 33.6мс.

Тогда, |Δд0|=0.319 %.

Применим формулу 3 из раздела 4 для оценки общего значения приведенной погрешности СЦКТ:

γ = γs+ γд, (5.4)

где γs - приведенная погрешность датчика(см. раздел 4),

γд - приведенная погрешность дискретизации(расчета, см. раздел 4).

Из раздела 4 известно, что для температуры Т=100 ОС и 0 ОС, значение погрешности датчика равно γs100=0,25% и γs100=0.15% соответственно.

Тогда, используя формулу 5.4, получим:

Для T=100 ОС : γ = γs100+ γд100 = 0.25%+0.464%=0.714%;

Для T=0 ОС : γ = γs0+ γд0 = 0.15%+0.319%=0.469%;

Данные значения приведенной погрешности удовлетворяют условиям ТЗ.

Представленный выше расчет позволяет использовать провода длинной не более 100м между датчиками и МК при емкостной нагрузке 5.6нФ/100м, при погрешности измерения температуры Т не более 1% (см. ТЗ).

На рисунке 5.1 представлен "радиальный" метод соединения датчиков и МК СЦКТ. который позволяет использовать провода одинаковой длины. Так как расчет позволяет использовать провода длинной не более 100м, то "радиальный" метод соединения датчиков и МК приемлем для проектируемой СЦКТ.

Анализируя различные виды проводов(витая пара, оптоволоконный кабель, коаксиальный кабель) можно сказать, что для работы СЦКЗ подходит множество различных типов кабелей(с точки зрения электрических характеристик). На пример в пределах помещения чаще всего используют витую пару для соединения сегментов системы на расстоянии не больше ~100 метров. Оптоволоконный кабель применяется для соединения сегментов системы на расстоянии больше 100 метров, так как сигнал в оптоволоконном кабеле затухает (искажается) меньше, в отличие от витой пары, но и цена таких кабелей много больше.

Витая пара типа ТПП ЭП [9] - экранированная витая пара категории 2. Согласно электрическим характеристикам данного провода, емкостная нагрузка составляет 4.5нФ/100м. Данное значение емкостной нагрузки соответствует расчетам, проведенным в данном разделе. Так как значение емкостной нагрузки ТПП ЭП меньше нормируемого в стандарте ISO/IEC11801 (5.6нФ/100м), то можно использовать провода длинной ~120 метров. Использование такого кабеля длинной 120 метров между датчиками и МК СЦКТ приемлемо с метрологической точки зрения. Но диапазон рабочих температуры ТПП ЭП составляет от -15ОС до 60ОС, тогда как согласно ТЗ диапазон измеряемой температуры составляет от 0ОС до 100ОС. Для решения этой проблемы в схеме подключения датчиков и МК используется провод для работы с термопарами. То есть вблизи датчиков, где температура может превышать 60ОС используется термостойкий длиной от 1 до 10 метров (в зависимости от области и специфики применения СЦКТ), а в остальной части соединения используется термопара (рис. 5.4).

Статья в тему

Металлобумажные конденсаторы
конденсатор напряжение электрический диэлектрика Изобретение электрического конденсатора относится к середине 18 века, но начало развития конденсаторостроения следует отнести только к самому концу 19 века, когда после изобретения радио А.С. Поповым возникла большая потребность в конден ...