Mjere za poboljšanje tačnosti mjerenja termalnih otpornika i termoeleksa!

2.2 Mjere za poboljšanje mjerne tačnosti termoeleksa
Slično kao trožilno uravnotežen most, izlazni naponi V1 i V2 kruga prikazani na slici 2 relativno su mali, a prije A / D konverzije treba dodati pojačalo napona. Referentni napon VR općenito se pruža preciznoj konstantnom izvoru napona za pružanje stabilnog signala napona. Pored toga, kada softver mikrokontrolera odabere odgovarajući algoritam i dužinu riječi u matematičkim proračunima, greška izračuna se takođe može zanemariti. Međutim, faktor pojačanja i RV pojačala kruga će se razlikovati od komponente do komponente, posebno u masovnoj proizvodnji, kada je tačnost komponenti teško osigurati ujednačenost. Stoga, za određeni ulazni krug, pogreške uzrokovane i RV također se moraju uzeti u obzir.
Da bi se eliminirali pogreške uzrokovane i RV, metoda kalibracije može se koristiti za automatsko kalibraciju i izračunavanje stvarnih krugova i RV vrijednosti tijekom proizvodnje instrumenata, a zatim se ta dva parametara zabilježena u nehlapljivoj memoriji instrumenta. Kada instrument mjeri temperaturu, parametri se čitaju i izračunavaju prema formuli (1) za dobivanje precizne izmjerene temperature.
Ako se duga žica na slici 2 zamjenjuje najkraćim mogućim žicom (tj. R =0), a termički otpornik RT zamjenjuje precizni otpornik R, VAD je referentni napon A / D pretvarača, a ostatak ostaju nepromijenjeni, a zatim ostatak nepromijenjeni, a zatim ostaje nepromijenjen.

U formuli (4), R je precizni otpornik s poznatom vrijednošću otpora; D je rezultat A / D konverzije, koji se lako može pročitati s uređaja za prikaz instrumenta; VR i VAD su referentni naponi, koji su konstanti; je ukupni faktor uvećanja kruga; K je proporcionalan faktor pretvorbe A / D, poput K =214 za 14- bitan A / D pretvarač. Zatim postoje samo dva nepoznata RV i formule (2). Za određeni ulazni krug, ako su dva precizni otpornici R1 i R2 sa poznatim vrijednosti otpora povezani na krug prikazan na slici 2 za kalibraciju (kada se kalibrira, pokušajte napraviti r {=0), može se dobiti nit od dvije varijable linearne jednadžbe. Stoga se za određeni ulazni krug i RV mogu riješiti iz jednadžbi, a rezultati su sljedeći:

Gore navedena metoda kalibracije može se sažeti na sljedeći način: dva preciznost standardnih otpornika R1 i R2 sa poznatim vrijednostima otpora povezana su na ulazni terminale instrumenta, a otpornost na povezivnu žicu umanjuje se što je više moguće. U ovom trenutku se bilježe očitanja instrumenta D1 i D2, a nepoznati parametri i RV kalibriranog instrumenta mogu se izračunati zamjenom u formulu (5). U upotrebi, preporučuje se upotreba istog referentnog izvora za VR i VAD, tako da je izračun u formuli (5) neovisan o tačnosti referentnog napona. Ova metoda smanjuje razlike između različitih referentnih izvora, posebno utjecaj vremena i temperaturnih i temperaturnih referenci.
2.3 Mjerni krug
Slika 3 je prednji ulazni krug visoko preciznog PT100 Mjernički sustav za mjerenje temperature u kojem su referentni napon PT100 i referentni napon A / D Converter ICL7135 isti referentni izvor napona. Dva mjerna ulazna signala V1 i V2 PT100 pojačavaju se istim operativnim pojačalom ({{8} R3 / R4) vremena, a zatim unesite A / D pretvarač. Micro Relej K1 koristi se za odabir kanala. Ova metoda dijeli operativni pojačalo, A / D pretvarač i izvor referentnog napona, smanjujući utjecaj razlika između različitih uređaja na rezultate mjerenja. Rezultat konverzije A / D ICL7135 povezan je sa mikrokontrolerom u serijskom režimu, koji može u velikoj mjeri spasiti IO port mikrokontrolera. Kada kalibriraju krug, standardni otpornici 100ω i 300ω koriste se za kalibraciju, a rezultati kalibracije i RV pohranjuju se u EEPROM sistema mikrokontrolera. U stvarnom mjerenju, sistem mikrokontrolera izvodi i RV kao poznate vrijednosti i izračunava otpornost RT vrijednost po formuli (3).

2.4 Analiza ispitivanja mjernog kruga

U usporedbi s trožičnim izbalansiranom metodom mosta, rezultati otkrivanja ovog kruga uvelike su poboljšani. Tabela 1 je usporedba standardnih vrijednosti otpora mjerenih dvije različite metode. Među njima je R linijski otpor.

Može se vidjeti iz tablice 1 da teorijski mjerni rezultati tro-žici uravnotežene mostove imaju velike greške, a greška uzrokovana povećanjem otpornosti na liniju R je veći. Kako se vrijednost otpornosti toplotnog otporna za mjeri povećava, apsolutna greška se povećava i. U tablici 1 apsolutna greška iznosi 2,57% kada je izmjerena otpornost RT =300 ω i linijski otpor r =20 ω. Stvarni rezultati mjerenja poboljšanog trožičnog metode korištene u ovom radu imaju apsolutnu grešku samo {0. 3 ω i relativna greška ± 0. 1% unutar izmjerenog raspona podataka. A / D pretvarač koji se koristi u krugu je jednak samo 14- bitno a / d preciznost konverzije. Ako se koristi viši precizni A / D pretvarač, može se postići veća tačnost mjerenja. U stvarnom instrumentu temperature termalnog otpornika, također je potrebno dodavati srodni program koji pretvara izmjerenu otpornost u odgovarajuću temperaturu. To je, nakon što se izmjeri RT, stvarna vrijednost temperature može se tačno riješiti formulom (1).

3 Zaključak

Trožično uravnoteženi metod mosta široko se koristi u mjerenju termičkog otpora, ali postoji problem da se pogreška mjerenja uzrokovana otpornošću o olovom senzora ne može biti eliminirana. Ovaj rad analizira probleme koji postoje u uravnoteženoj metodi mosta za mjerenje termičkog otpornika, analizira uzroke i utječu na utjecaj na mjernu grešku i oblikovanje otpornosti, uključujući signalni pojačač i A / D pretvarač kao i interfejs krug s a Jednokrevetni mikroračunalo. Konačno, testiranje testiranja dizajniranog kruga testira se i utvrđuje. Test pokazuje da je trožino uravnotežena metoda mosta mjeri standardnu ​​vrijednost otpornosti od 1 {0 0 ~ 3 300ω, a linijski otpor je 0 ~ 20ω, **** mjerna greška dostiže 2,57%, dok je uravnotežena tri-žična mjerna greška samo ± 0,1%. Tako se dobija visoko precizni trožilni toplotni otpornik za mjerenje toplotnog otpora.