Описание принципиальной электрической схемы и её расчёт

Терморезистор R6 подключим по мостовой схеме для того, чтобы при 35 градусах Цельсия напряжение на выходе датчика температуры было равно нулю. R6 имеет номинальное сопротивление при 20ти градусах равное 2,2 кОма, учитывая его температурный коэффицент сопротивления (ТКС), равный от 0,034-0,045 (возьмём среднее значение 0,0395/2,2кОм/градус) найдём его сопротивление при 35 градусах Цельсия.

ΔR(Δt=15 C)=2,2*(1-exp(-0,0395*15))=0,98352 кОм

=3,183 кОм

Для того чтобы в мостовой схеме Uвых=0 необходимо, чтобы соблюдалось условие R6/R5=R3+R4/R2. Чтобы учесть погрешность ТКС резистор R4 будет переменным. Возьмём в качестве R4 переменный резистор СП3-39, также последовательно с ним поставим постоянный резистор R3, сопротивлением 3кОма для того чтобы упростить калибровку мостовой схемы. А резисторы R2 и R5 возьмём из ряда E24 сопротивлением 3 кОма.- Резистор С2-33-0,125-3к ±5%- Резистор С2-33-0,125-3к ±5%- Резистор СП3-39-0,5-330 ±10%- Резистор С2-33-0,125-3к ±5%

Для того чтобы мостовая схема работала необходимо, чтобы входящий ток не зависел от сопротивления схемы, для этого сделаем «источник тока». Подключим резистор R1 последовательно к мостовой схеме, R1>>Rнагрузки. Сопротивление мостовой схемы при 35 градусах будет примерно ~3,25 кОма, пусть R ист будет в 50 раз больше, выбираем номинальное сопротивление 160 кОм из ряда Е24.- Резистор С2-33-0,125-160к ±10%

Далее необходимо рассчитать перегрев терморезистора, для того чтобы уменьшить погрешность измерения температуры. Нам задана точность 1/10 градуса, это значит, что терморезистор может нагреться не более чем на эту температуру. Перегрев - Θ. Он равен отношению мощности рассеяния к коэффициенту рассеяния.

Θ=Ppac/H

Ррас=Н*Θ=0,1*0,5=0,05 мВт

Найдём допустимый ток. Возьмём максимальное значение сопротивления терморезистора R6, т.к. при нём будет выделяться наибольшая мощность.

ΔR(Δt=25 C)=2,2*(1-exp(-0,0395*25))=1,38 кОм(45)= 3,58 кОм

Ррас=I^2*R6 => I= 0,12 мА

То есть ток через R6 не должен превышать 0,12 мА. Следовательно, тк

+R3+R4=R5+R6, Iист<0,24 мА.

При данном R1, Iист= Uпит/Rист=5/160000=0,03 мА. Полученный ток удовлетворяет условию.

Далее находим, какое изменение выходного напряжения даст нам изменение на 0,1 градуса.

ΔRt=Rноминальное*(1-exp(-ТКС*Δt))= 0,726 кОммоста (t=45)=3,19 кОмпит. моста(t=45)= 2I*Rмоста(t=45)=0,03*3,19=0,0957 В

Найдём токи отдельно в каждой ветви. В ветви с терморезистором:=0,0957/(3000+3580)=14,5 мкА

Аналогично ток через переменный резистор R4:=15,5мкА

В таком случае:

ΔUмоста мах (Δt=10)=I2*R2-I4*R6(t=45)=0,00541 В=5,4 мВ

ΔUmax (Δt=0,1)= 0,0000541 В=54 мкВ

Далее необходимо рассчитать коэффициент усиления усилителя К140УД17. Мы знаем, что его Uпит =+-5 В, Uвх мах=5,4 мВ. Uвых=1,95 В (Следует из расчёта АЦП на странице 13), тогда коэффициент усиления по напряжению Ku будет равен:=1,95/0,00541=360,4вх реального операционного усилителя должно быть порядка 10^6-10^7 Ом. Пусть Rвх =R7= 1000 кОм по ряду Е24 номинальных сопротивлений, тогда Rос определяется из соотношения:- Резистор С2-33-0,125-1000к ±10%

=Rвх/Roc=Rвх/Ku=1000/360,4=2,77 кОм

Наиболее рациональным решением будет включить вместо Rос резистор переменного сопротивления. Последовательно с ним включим постоянный резистор сопротивлением 2,4 кОм по ряду E6.

Так как для дифференциального усилителя R7=R8=Rвх, а R21+R10=R9+R22=Roc, то следовательно:- Резистор С2-33-0,125-1000к ±5%- Резистор С2-33-0,125-1000к ±5%- Резистор СП5-2-0,5-470 ±10%- Резистор С2-33-0,125-2,4к ±10%- Резистор С2-33-0,125-2,4к ±10%- Резистор СП5-2-0,5-470 ±10%- Резистор С2-33-0,125-100к ±5%

Еще статьи по теме

Проектирование стенда для тестирования блоков питания АТХ
На сегодняшний день персональные компьютеры получили широкое распространение. Радиоэлектронная промышленность, бухгалтерская деятельность, сфера банковских и экономических услуг, связь и коммуникации - ни одну из этих областе ...

Переносной бытовой радиовещательный приемник первой группы сложности
схема радиовещательный приемник Современный радиоприемник является сложным радиотехническим устройством, значение которого в экономической, социальной и культурной жизни людей огромно. Радиосвязь невозможна без радиоприемника, ...

Главное меню

© 2020 / www.techsolid.ru