Курсовая с практикой на тему Проект преобразователя «Температура напряжение» с использованием операционных усилителей.

Содержание:

Задание………………………………………………………………………………………………….. 3

Введение……………………………………………………………………………………………….. 4

1 Построение
статической характеристики термистора……………………………….. 5

2
Расчет преобразователя…………………………………………………………………………. 9

3 Расчет источника питания преобразователя…………………………………………… 12

Заключение………………………………………………………………………………………….. 17

Литература…………………………………………………………………………………………… 18

Приложение А Схема электрическая принципиальная……………………………….. 19

Приложение Б Перечень элементов…………………………………………………………. 20

Введение:

Преобразователи температура – напряжение используются для
измерения температуры в системах контроля и автоматического управления
технологическими процессами. Функциональная схема преобразователя приведена на
рис. 1. Рис.1. Функциональная схема преобразователя Преобразователь, как правило, состоит из двух элементов:
первичного преобразователя (датчика) и вторичного. В первичном
преобразователе под действием какого либо физического параметра изменяются его
характеристики, например сопротивление, геометрические размеры и т.д. Далее
сигнал первичной информации преобразуется вторичным преобразователем в сигнал
измери- тельной информации – напряжение, ток, частоту, как правило,
стандартного диапазона.

В качестве датчиков температуры в настоящее
время наибольшее распространение получили полупроводниковые терморезисторы:
термисторы и позисторы. Это обусловлено высокой стабильностью их характеристик,
малой потребляемой мощностью, малыми геометрическими размерами и низкой
стоимостью. В качестве вторичных преобразователей распространение получили
мостовые схемы Уитстона с термистором в одном из плеч измерительного моста и
дифференциальным усилителем или схемы, построенные с использованием мостовых
усилителей на операционных усилителях.

Заключение:

В курсовой работе был спроектирован преобразователь
температура –напряжение с использованием операционного усилителя КР140УД17.
Включение датчика выполнялось в цепи ОС мостового усилителя.

В ходе расчетов были получены:

— чертеж R/Т
– характеристики термистора С621/4,7k/+ для заданного температурного диапазона -50..+75 °С;

— чертеж выходной характеристики преобразователя Uвых=f(Т)
с учетом заданного диапазона выходного напряжения -5….+5 В;

— расчет источника питания преобразователя на Uп=±15 В и Е=1 В;

— чертеж в формате А4 с принципиальной электрической схемой
спроектированного преобразователя, в соответствии с ГОСТ и ЕСКД;

— таблица перечня элементов, в соответствии с ГОСТ и ЕСКД.

Фрагмент текста работы:

1 Построение статической характеристики термистора

Способ построения R/T-характеристики заключается в
использовании нормализованных R/T-характеристик [2], которые фирмы
производители прилагают к выпускаемым термисторам. Обычно R/T–характеристики
приводятся в таблицах относительно температуры 25°С (величина RT/R25).
Для того, чтобы найти значение сопротивления при температуре Т, необходимо
вычислить

RT = (RT / R25) *
R25.

Если значение температуры Т попадает в интервал ТХ < T < TX+1,
то для определения RT необходимо воспользоваться соотношением

RT =
RTX * exp [(aX /100)*(TX +273,15)2 * ((1/(T+273,15) –
(1/TX +273,15))],

где:

RT – значение сопротивления при искомой температуре Т;

RTX — значение сопротивления начала интервала;

TX – температура в °С начала интервала;

Т – искомая температура в °С;

aX – температурный коэффициент сопротивления при температуре TX.

Построим R/T –характеристику для заданного
температурного диапазона, используя данные таблиц 1 и 2 для указанного термистора
С621/4,7k/+:

R25=4,7кОм

В25/100=3520K

Таблица 1 — Параметры термистора С621/4,7k/+ Температура окружающей среды ТА -55 …+125 °С Номинальная температура ТН 25 °С Максим.мощность рассеивания при
25°С Р25 300 мВт Постоянная времени охлаждения tС 10 с Таблица 2 — Параметры термистора С621/4,7k/+ T,°C RT/R25 a,%/K T,°C RT/R25 a,%/K -30 11,674 5,3 40 0,57861 3,5 -25 9,0124 5,1 45 0,48666 3,4 -20 7,0136 4,9 50 0,41110 3,3 -15 5.5001 4,8 55 0,34872 3,3 -10 4,3451 4,6 60 0,29699 3,2 -5 3,4569 4,5 65 0,25390 3,1 0,0 2,7688 4,4 70 0,21786 3,0 5 2,2321 4,2 75 0,18759 3,0 10 1,8105 4,1 80 0,16208 2,9 15 1,4773 4,0 85 0,14050 2,8 20 1,2122 3,9 90 0,12217 2,8 25 1,0000 3,8 95 0,10656 2,7 30 0,82924 3,7 100 0,093213 2,6 35 0,69105 3,6 105 0,081767 2,6 Результат вычислений с помощью Mathcad представлен на рис. 2,
по данным которых и строим требуемую R/T-характеристику (рис. 3).