Порядок расчета преобразователя

Исходные данные (задаются номером варианта, см. приложение 1):

тип термистора, диапазон измерения температуры, диапазон выходного напряжения преобразователя, тип операционного усилителя, особенности включения датчика.

Последовательность выполнения курсовой работы может быть следующая:

1. Построение статической характеристики термистора (R / T характеристика).

Зависимость сопротивления термисторов от температуры в интервале изменения температуры несколько десятков градусов аппроксимируется экспоненциальной зависимостью:

R_T = R_N * exp [B (1 / T – 1 / T_N)] (1),

где:

- R_T - сопротивление термистора в Ом при температуре Т в К;

- R_N - сопротивление термистора в Ом при номинальной температуре Т_N в К;

- В – коэффициент температурной чувствительности, зависящий от свойств материала и температуры.

Значение В для температурного диапазона можно определить по соотношению [2]

B = [ (T₁ * T₂) / (T₂ – T₁)] * ln(R₁ / R₂) (2),

где: R₁ и R₂ – сопротивления термистора соответственно при температуре T₁ и T₂.

Значение В для большинства термисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) лежит в пределах 2000 …6000. Таким образом, для построения

R / T- характеристики по выражению (1), необходимо определить значение В для заданного температурного диапазона, а для этого надо знать соответствующие сопротивления термистора.

Второй способ построения R / T- характеристики заключается в использовании нормализованных R / T- характеристик [2], которые фирмы производители прилагают к выпускаемым термисторам (см. таблицу 3). Обычно R / T –характеристики приводятся в таблицах относительно температуры 25° С (величина R_T / R₂₅). Для того, чтобы найти значение сопротивления при температуре Т, необходимо вычислить

R_T = (R_T / R₂₅) * R₂₅ (3).

Если значение температуры Т попадает в интервал Т_Х < T < T_X+1, то для определения R_T необходимо воспользоваться соотношением

R_T = R_TX * exp [(a_X /100)*(T_X +273,15)² * ((1/(T+273,15) – (1/T_X +273,15))] (4),

где:

R_T – значение сопротивления при искомой температуре Т;

R_TX - значение сопротивления начала интервала;

T_X – температура в °С начала интервала;

Т – искомая температура в °С;

a_X – температурный коэффициент сопротивления при температуре T_X.

Постройте R / T –характеристику для заданного температурного диапазона, используя первый или второй способ.

2. В соответствии с заданием выберите схему построения преобразователя и проведите его расчет. Параметры операционных усилителей приведены в таблице 4. Постройте выходную характеристику преобразователя U_ВЫХ = f (T°) с учетом заданного диапазона выходного напряжения.

3. Проведите расчет источника питания преобразователя в соответствии с рекомендациями и методикой, изложенной в пункте 2.

4. В соответствии с ГОСТ (ЕСКД) изобразите принципиальную электрическую схему разработанного преобразователя в формате А4. Схемы включения стабилизаторов и операционных усилителей приведены соответственно на рис. 7 и 8.

5. Пояснительную записку следует выполнить на листах формата А4, компьютерный набор: шрифт Times New Roman, 12, интервал – 1,5. Вариант задания вклейте на первой странице (приложение 1).

Приложение 1.

Поместить на первой странице пояснительной записки.

Задание по курсовой работе (тема 1) по дисциплине «Электроника»

студенту ____ курса Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

_________________________________________________________ №__________________

(фамилия, имя, отчество) (шифр)