Mjere za poboljšanje točnosti mjerenja toplinskih otpornika i termoeleva!

2.2 Mjere za poboljšanje točnosti mjerenja termoelenata
Slično kao trožije uravnotežene metode mosta, izlazni naponi V1 i V2 kruga prikazanog na slici 2 relativno su mali, a naponsko pojačalo treba dodati prije A/D pretvorbe. Referentni napon VR općenito se daje preciznim izvorom konstantnog napona kako bi se osigurao stabilni naponski signal. Osim toga, kada softver Microcontroller odabire odgovarajući algoritam i duljinu riječi u matematičkim proračunima, pogreška izračuna također se može zanemariti. Međutim, faktor pojačanja i RV kruga pojačala varirat će od komponente do komponente, posebno u masovnoj proizvodnji, kada je točnost komponenti teško osigurati ujednačenost. Stoga se za određeni ulazni krug također moraju uzeti u obzir i pogreške uzrokovane i RV.
Da bi se uklonile pogreške uzrokovane i RV, metoda kalibracije može se koristiti za automatsko kalibriranje i izračunavanje stvarnih vrijednosti kruga i RV tijekom proizvodnje instrumenata, a zatim se ta dva parametra bilježe u nehlapljivoj memoriji instrumenta. Kada instrument mjeri temperaturu, parametri se čitaju i izračunavaju prema formuli (1) kako bi se dobila točna izmjerena temperatura.
Ako je duga žica na slici 2 zamijenjena najkraćom mogućom žicom (tj. R =0), a toplinski otpornik RT zamjenjuje se preciznim otpornikom r, vad je referentni napon A/D pretvarača, je li faktor povećanja napona, a ostatak ostao nepromijenjen, tada:

U formuli (4), R je precizni otpornik s poznatom vrijednosti otpora; D je rezultat A/D pretvorbe, koja se lako može pročitati s uređaja za prikaz instrumenta; VR i VAD su referentni naponi, koji su konstante; je ukupni faktor uvećanja kruga; K je proporcionalni faktor konverzije A/D, kao što je k =214 za 14- bit A/D pretvarač. Zatim postoje samo dvije nepoznanice RV i u formuli (2). Za određeni ulazni krug, ako su dva precizna otpornika R1 i R2 s poznatim vrijednostima otpornosti spojena na krug prikazan na slici 2 za kalibraciju (prilikom umjeravanja, pokušajte napraviti R =0), može se dobiti skup s dvije varijabilne linearne jednadžbe. Stoga se za određeni ulazni krug i RV može riješiti iz jednadžbi, a rezultati su sljedeći:

Gornja metoda kalibracije može se sažeti na sljedeći način: dva precizna standardna otpornika R1 i R2 s poznatim vrijednostima otpora povezana su na ulazne terminale instrumenta, a otpor povezivačke žice je minimaliziran koliko god je to moguće. U ovom se trenutku bilježe očitanja instrumenata D1 i D2, a nepoznati parametri i RV kalibriranog instrumenta mogu se izračunati zamjenom u formulu (5). U upotrebi se preporučuje koristiti isti referentni izvor za VR i VAD, tako da je izračun u formuli (5) neovisan o točnosti referentnog napona. Ova metoda smanjuje razlike između različitih referentnih izvora, posebno utjecaja vremenskog pomicanja i temperaturnog pomicanja različitih referenci.
2.3 Mjerni krug
Slika 3 je prednji ulazni krug visokog preciznog sustava za mjerenje temperature PT100, u kojem su referentni napon PT100 i referentni napon A/D pretvarača ICL7135 isti referentni izvor napona. Dva ulazna signala mjerenja V1 i V2 PT100 pojačavaju se istim operativnim pojačalom (1+} r3/r4) puta, a zatim ulaze u A/D pretvarač. Mikro relej K1 koristi se za odabir kanala. Ova metoda dijeli operativno pojačalo, A/D pretvarač i referentni napon, smanjujući utjecaj razlika između različitih uređaja na rezultate mjerenja. Rezultat pretvorbe A/D ICL7135 povezan je s mikrokontrolerom u serijskom načinu rada, koji može u velikoj mjeri uštedjeti IO priključak mikrokontrolera. Pri kalibraciji kruga, standardni otpornici 100Ω i 300Ω koriste se za kalibraciju, a rezultati kalibracije i RV pohranjuju se u EEPROM sustava mikrokontrolera. U stvarnom mjerenju, sustav mikrokontrolera izvlači i RV kao poznate vrijednosti i izračunava RT vrijednost otpora formulom (3).

2.4 Analiza testa mjernog kruga

U usporedbi s trožijom uravnoteženom metodom mosta, rezultati otkrivanja ovog kruga uvelike su poboljšani. Tablica 1 je usporedba standardnih vrijednosti otpora izmjerene dvije različite metode. Među njima je R otpor linije.

Iz tablice 1 se može vidjeti da teorijski rezultati mjerenja trožije uravnotežene metode mosta imaju velike pogreške, a pogreška uzrokovana povećanjem otpornosti na liniju R je veća. Kako se vrijednost otpornika na toplinski otpornik mjeri povećava, povećava se i apsolutna pogreška. U tablici 1, apsolutna pogreška je 2,57% kada je izmjereni otpor rt =300 i rezinski otpor r =20 ω. Stvarni rezultati mjerenja poboljšane troživne metode korištene u ovom radu imaju apsolutnu pogrešku od samo 0. 3 Ω i relativnu pogrešku ± ± 0. 1% unutar izmjerenog raspona podataka. A/D pretvarač korišten u krugu ekvivalentan je samo {14- točnost konverzije A/D. Ako se koristi veća precizni A/D pretvarač, može se postići veća točnost mjerenja. U stvarnom instrumentu za mjerenje temperature toplinskog otpornika, također je potrebno dodati povezani program koji izmjereni otpor pretvara u odgovarajuću temperaturu. To jest, nakon što se RT mjeri, stvarna temperaturna vrijednost može se precizno riješiti formulom (1).

3 Zaključak

Metoda uravnoteženog mosta na široko se koristi u mjerenju toplinskog otpornika, ali postoji problem što se pogreška mjerenja uzrokovana otporom na senzor olova ne može eliminirati. Ovaj rad analizira probleme koji su postojali u uravnoteženom mostu za mjerenje toplinskih otpornika, predlaže konstantni razdjel napona trožije metodu mjerenja, analizira uzroke i utječu na faktore pogreške u krugu mjerenja, dobiva i uspostavlja utjecaj parametara i formule AS AS ANPLESSIFIFINER, a COMPLENT CIRKIFIFIFIFIKACI s mikroračunalom s jednim čipom. Konačno, ispitana točnost dizajniranog kruga ispituje se i određuje. Ispitivanje pokazuje da kada metoda uravnoteženog mosta uravnoteženo mjeri standardnu ​​vrijednost otpora od 1 0 0 ~ 300Ω, a rezistent linije je 0 ~ 20Ω, pogreška mjerenja **** doseže 2,57%, dok je uravnotežena greška u mjerenju tri vožnje ± 0,1%. Stoga se dobiva visoko precizni troživni mjerni krug toplinskog otpornika.