O návrhu a aplikácii systému merania teploty snímača termočlánkov

Ako typický prvok merania teploty sa senzor termočlánku široko používa .
Nasleduje typický systém merania teploty, ktorý je riadený jediným mikropočítačom čipu, ktorý pozostáva z troch častí: (1) obvodu zosilňovača merania; (2) obvod konverzie A/D; (3) Zobraziť obvod . sa široko používa v systémoch merania teploty a regulácie teploty v elektrárňach a chemických rastlinách .
1. dizajn hardvéru
(1) snímač teploty termočlánkov
Tento systém používa termočlánky niklu-chromium-nickel-Silicon {. Nameraný teplotný rozsah je {0-655 . kompenzácia chladného konca, kompenzácia kompenzácie kompenzačného mosta {{{}} Potenciál generovaný bezplatným mostíkom sa používa na kompenzáciu za zmenu v termoetrickom potenciáli spôsobenej koncom zachladnutia v rámci zmeny v rámci zmeny v rámci zmeny v rámci zmeny v rámci zmeny v rámci zmeny v rámci zmeny v prípade zmeny v rámci zmeny v prípade zmeny v rámci zachladnutia v rámci zachladnutia spôsobenou koncom zachladnutia v rámci konca zachladnutia v rámci konca zachladnutia v rámci konca zachladnutia v prípade zmeny v prípade zmeny v prípade zmeny v prípade zmeny v prípade zmeny v prípade zmeny v rámci zachladnutia v rámci Termočlánky . nevyvážený most pozostáva zo štyroch mostových ramien odporov R1, R2, R3 (mangánske medené drôtové vinutie), RCU (vinutie medených drôtov) a regulátora napätia most , a r 1= r 2= r 3=1 Ω {. napájacie napájacie napájanie je 4V, poháňané napätím stabilizovanými energia stupeň . V tomto čase sú štyri odpory ramena mosta v moste r 1= r 2= r {{3= RCU, a na koncoch a b {{.} {}} {} { Termočlánok klesá so zvyšovaním teploty chladného konca . UAB sa rovná poklesu termoelektrického potenciálu, a výstupný potenciál zostáva nezmenený po UAB po prekrývaní termoelektrického potenciálu, čím sa dosiahne automatické dokončenie kompenzácie za studena
(2) obvod zosilňovača merania
V skutočných obvodoch nie je výstup signálu z termočlánku viac ako niekoľko desiatok milivoltov (<30mV), and contains common-mode interference such as power frequency, static electricity and magnetic coupling. To amplify this kind of circuit, the amplifier circuit needs to have a high common-mode rejection ratio, high gain, low noise and high input impedance. Therefore, a measurement amplifier circuit is suitable. The measurement amplifier is also called a data amplifier, instrument amplifier and bridge amplifier. It has a high input impedance and is easy to match with various signal sources. Its input offset voltage, input offset current and input bias current are small, and the temperature drift is small. Due to the small time temperature drift, the measurement amplifier has good stability. The measurement amplifier is composed of three op amps, and the differential input terminals R1 and R2 are connected to the in-phase terminals of A1 and A2 respectively. The input impedance is very high, a symmetrical circuit structure is used, and the measured signal is directly added to the input terminal, thereby ensuring a strong ability to suppress common-mode signals. A3 is actually a differential follower, and its gain is approximately 1. The gain of the measuring amplifier is: AV=V0/(V2-V1), AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW). In this circuit, as long as the performance of op amps A1 and A2 is symmetrical (mainly referring to input impedance and voltage gain), their drift will be greatly reduced. They have high input impedance and common mode rejection ratio, are very sensitive to tiny differential mode voltage, and are suitable for measuring signals transmitted over long distances. Therefore, they are very easy to use with sensors with tiny outputs. RW is an external resistor used to adjust the gain, and a multi-turn potentiometer is used here.
V skutočnom obvode A1 a A2 používajú čipy s nízkym posunom, vysoko presné OP AMP OP -07 čipy, ktorých vstupné kompenzačné napätie VIOS a vstupné posunové teplotné drift IIO sú veľmi malé . op-07 stabilná integrácia, presné pridanie, detekcia porovnania a presná zosilnenie slabých signálov . op -07 vyžaduje dvojitý napájací zdroj a je potrebné, aby sa v rozsahu prevádzkovej teploty {{0-70 {. {} {} {} {., ak je nulové úpravy potrebné, rw môže byť použitá {{ 741 čip, ktorý vyžaduje dvojitý napájací zdroj a rozsah napájania je ± ({3-18) v {. Typický napájací zdroj je ± 15V, ktorý by mal byť vo všeobecnosti väčší alebo rovný ± 5V {{}}}
(3) Obvod A/D (analóg-digitál)
The voltage signal amplified by the measurement amplifier has a voltage range of 0-5V. This signal is an analog signal and cannot be accepted by the computer, so A/D conversion must be performed. In the actual circuit, the ICL7109 chip is selected. ICL7109 is a high-precision, s nízkym obsahom, nízko-nákladný dvojitý integrál {12- bit a/d prevodník {., pretože aktuálny {12- bit po sebe nasledujúca aproximácia a/d prevodník je relatívne drahý Vysokí presné merací systém
Prostredníctvom vyššie uvedenej analýzy systému merania teploty snímača termočlánkov dúfam, že to bude užitočné pre prácu všetkých a študovať .