Miżuri biex titjieb l-eżattezza tal-kejl tar-resistors termali u t-termokoppji!

2.2 Miżuri biex titjieb l-eżattezza tal-kejl tat-termokoppji
Simili għall-metodu bilanċjat bi tliet wajers, il-vultaġġi tal-ħruġ V1 u V2 taċ-ċirkwit muri fil-Figura 2 huma relattivament żgħar, u amplifikatur tal-vultaġġ għandu jiżdied qabel il-konverżjoni A / D. Il-vultaġġ ta 'referenza VR huwa ġeneralment ipprovdut minn sors ta' vultaġġ kostanti ta 'preċiżjoni biex jipprovdi sinjal ta' vultaġġ stabbli. Barra minn hekk, meta s-softwer tal-mikrokontrollur jagħżel algoritmu xieraq u tul tal-kelma fil-kalkoli matematiċi, l-iżball tal-kalkolu jista 'wkoll jiġi injorat. Madankollu, il-fattur ta 'amplifikazzjoni u l-RV taċ-ċirkwit tal-amplifikatur ivarjaw minn komponent għal komponent, speċjalment fil-produzzjoni tal-massa, meta l-eżattezza tal-komponenti hija diffiċli biex tiżgura l-uniformità. Għalhekk, għal ċirkwit ta 'input speċifiku, l-iżbalji kkawżati minn u RV għandhom ukoll jiġu kkunsidrati.
Sabiex jiġu eliminati l-iżbalji kkawżati minn u RV, il-metodu ta 'kalibrazzjoni jista' jintuża biex jikkalibra awtomatikament u jikkalkula l-valuri taċ-ċirkwit attwali u l-RV waqt il-produzzjoni tal-istrumenti, u mbagħad dawn iż-żewġ parametri huma rreġistrati fil-memorja mhux volatili tal-istrument. Meta l-istrument ikejjel it-temperatura, il-parametri jinqraw u jiġu kkalkulati skont il-formula (1) biex tinkiseb temperatura mkejla preċiża.
Jekk il-wajer twil fil-Figura 2 jinbidel bl-iqsar wajer possibbli (jiġifieri r =0), u r-resister termali RT huwa sostitwit b'reżistenza ta 'preċiżjoni R, VAD huwa l-vultaġġ ta' referenza tal-konvertitur A / D, huwa l-fattur ta 'ingrandiment tal-vultaġġ, u l-bqija jibqgħu mhux mibdula, allura:

Fil-formula (4), R hija resister ta 'preċiżjoni b'valur ta' reżistenza magħruf; D huwa r-riżultat tal-konverżjoni A / D, li tista 'tinqara faċilment mill-apparat tal-wiri tal-istrument; VR u VAD huma vultaġġi ta 'referenza, li huma kostanti; huwa l-fattur totali ta 'ingrandiment taċ-ċirkwit; K huwa l-fattur proporzjonali tal-konverżjoni A / D, bħal k =214 għal konverter 14- bit / d. Imbagħad hemm biss żewġ mhux magħrufa RV u fil-formula (2). Għal ċirkwit ta 'input speċifiku, jekk żewġ resistors ta' preċiżjoni R1 u R2 b'valuri ta 'reżistenza magħrufa huma konnessi maċ-ċirkwit muri fil-Figura 2 għall-kalibrazzjoni (meta tikkalibra, ipprova tagħmel R =0), jista' jinkiseb sett ta 'ekwazzjonijiet lineari b'żewġ varjabbli. Għalhekk, għal ċirkwit ta 'input speċifiku, u RV jista' jissolva mill-ekwazzjonijiet, u r-riżultati huma kif ġej:

Il-metodu ta 'kalibrazzjoni ta' hawn fuq jista 'jiġi mqassar kif ġej: żewġ resistors standard ta' preċiżjoni R1 u R2 b'valuri ta 'reżistenza magħrufa huma konnessi mat-terminali tal-input tal-istrument rispettivament, u r-reżistenza tal-wajer tal-konnessjoni hija mminimizzata kemm jista' jkun. F'dan iż-żmien, il-qari tal-istrumenti D1 u D2 huma rreġistrati, u l-parametri mhux magħrufa u l-RV tal-istrument kalibrat jistgħu jiġu kkalkulati billi jiġu sostitwiti fil-formula (5). Fl-użu, huwa rrakkomandat li tuża l-istess sors ta 'referenza għal VR u VAD, sabiex il-kalkolu ta' fil-formula (5) ikun indipendenti mill-eżattezza tal-vultaġġ ta 'referenza. Dan il-metodu jnaqqas id-differenzi bejn sorsi ta 'referenza differenti, speċjalment l-influwenza tad-drift tal-ħin u d-drift tat-temperatura ta' referenzi differenti.
2.3 Ċirkuwitu tal-Kejl
Il-Figura 3 hija ċ-ċirkwit ta 'input ta' quddiem tas-sistema ta 'kejl tat-temperatura PT100 ta' preċiżjoni għolja, li fiha l-vultaġġ ta 'referenza PT100 u l-vultaġġ ta' referenza tal-konvertitur A / D ICL7135 huma l-istess sors ta 'referenza tal-vultaġġ. Iż-żewġ sinjali tal-input tal-kejl V1 u V2 ta 'Pt100 huma amplifikati mill-istess amplifikatur operattiv (1+} R3 / R4) u mbagħad daħħal il-konvertitur A / D. Il-Micro Relay K1 jintuża għall-għażla tal-kanali. Dan il-metodu jikkondividi l-amplifikatur operattiv, il-konvertitur A / D, u s-sors ta 'vultaġġ ta' referenza, u jnaqqas l-impatt tad-differenzi bejn apparati differenti fuq ir-riżultati tal-kejl. Ir-riżultat tal-konverżjoni A / D ta 'ICL7135 huwa konness mal-mikrokontrollur fil-mod tas-serje, li jista' jsalva ħafna l-port IO tal-mikrokontrollur. Meta tikkalibra ċ-ċirkwit, resistors standard ta '100Ω u 300Ω jintużaw għall-kalibrazzjoni, u r-riżultati tal-kalibrazzjoni u l-RV huma maħżuna fl-EEPROM tas-sistema tal-mikrokontrollur. Fil-kejl attwali, is-sistema tal-mikrokontrollur toħroġ u RV bħala valuri magħrufa, u tikkalkula l-valur RT RESSATTANZA skont il-formula (3).

2.4 Analiżi tat-Test taċ-Ċirkuwitu tal-Kejl

Meta mqabbel mal-metodu bilanċjat bi tliet wajers, ir-riżultati ta 'skoperta ta' dan iċ-ċirkwit tjiebu ħafna. It-Tabella 1 hija paragun tal-valuri standard tar-reżistenza mkejla b'żewġ metodi differenti. Fost dawn, R hija r-reżistenza tal-linja.

Jista 'jidher mit-Tabella 1 li r-riżultati tal-kejl teoretiku tal-metodu bilanċjat bi tliet wajers għandhom żbalji kbar, u l-iżball ikkawżat miż-żieda tar-reżistenza tal-linja R huwa akbar. Hekk kif il-valur tar-reżistenza tar-resister termali li għandu jitkejjel jiżdied, l-iżball assolut jiżdied ukoll. Fit-Tabella 1, l-iżball assolut huwa 2.57% meta r-reżistenza mkejla rt =300 ω u r-reżistenza tal-linja r =20 ω. Ir-riżultati attwali tal-kejl tal-metodu mtejjeb bi tliet wajers użati f'dan id-dokument għandhom żball assolut ta '0. 3 ω u żball relattiv ta' ± {0. 1% fil-firxa tad-dejta mkejla. Il-konvertitur A / D użat fiċ-ċirkwit huwa ekwivalenti biss għal 14- bit ta 'konverżjoni ta' bit / d. Jekk jintuża konvertitur A / D bi preċiżjoni ogħla, tista 'tinkiseb eżattezza ogħla tal-kejl. Fl-istrument tal-kejl tat-temperatura tar-resister termali attwali tar-resister, huwa meħtieġ ukoll li jiżdied programm relatat li jikkonverti r-reżistenza mkejla fit-temperatura korrispondenti. Jiġifieri, wara li RT jitkejjel, il-valur tat-temperatura attwali jista 'jiġi solvut b'mod preċiż bil-formula (1).

3 Konklużjoni

Il-metodu bilanċjat bi tliet wajers huwa użat ħafna fil-kejl tar-resister termali, iżda hemm problema li l-iżball tal-kejl ikkawżat mir-reżistenza taċ-ċomb tas-senser ma jistax jiġi eliminat. Dan id-dokument janalizza l-problemi li jeżistu fil-metodu tal-pont ibbilanċjat għall-kejl tar-resistors termali, jipproponi metodu ta 'kejl ta' tliet wajers ta 'vultaġġ kostanti, janalizza l-kawżi u l-fatturi li jinfluwenzaw l-iżball taċ-ċirkwit tal-kejl, joħroġ u jistabbilixxi l-parametri li jinfluwenzaw u l-formuli tar-reżistenza biex jitkejlu, u jiddisinjaw ċirkwit tal-kejl komplet, inkluż iċ-ċirkwit tal-kejl komplet, inkluż iċ-ċirkwit tal-kejl komplet, inkluż iċ-ċirkwit tal-kejl komplet, inkluż iċ-ċirkwit tal-kejl komplet, inkluż l-amplifier tas-sinjal, inkluż l-amplifier tas-sinjali, inkluż l-amplifier tas-sinjal, inkluż l-amplifier tas-sinjali. Ċirkwit tal-interface b'mikrokompjuter b'ċippa waħda. Fl-aħħarnett, l-eżattezza tat-test taċ-ċirkwit iddisinjat hija ttestjata u determinata. It-test juri li meta l-metodu tal-pont ibbilanċjat bi tliet wajers ikejjel il-valur standard tar-reżistenza ta '1 0 0 ~ 300Ω u r-reżistenza tal-linja hija 0 ~ 20ω, l-iżball ta' kejl **** jilħaq 2.57%, filwaqt li l-iżball bilanċjat ta 'tliet wajers huwa biss ± 0.1%. Għalhekk, huwa miksub ċirkwit ta 'kejl tar-resister termali bi tliet wajers ta' preċiżjoni għolja.