Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра

 

2.1 Исходные данные для расчета тип термопары - ТТП.

 

t_н = 800°С; t_к = 1300°С; R_р = 120 Ом;

λ = 0,030; R_э = 90 Ом; t₀ = 0°С;

= 40°С; Е_нэ = 1,0186 В; U_ип = 5 В;

J₀ = 5 мА; R_ип = 1000 Ом.

J₁ = 3 ∙ 10^-3 А; J₂ = 2 ∙ 10^-3 А

Е_н = Е (t_н; 0) - Е (t₀; 0), Е_н = 7,345 - 0,000= 7,345 ≈ 7,34 мВ

Е_к = Е (t_к; 0) - Е (t₀; 0), Е_к = 13,155 - 0,000 = 13,155 ≈ 13,15 мВ

Е = Е_к - Е_н, Е = 13,15 - 7,34= 5,81 мВ = 5,81 ∙ 10^-3 В.

R_c = 1,0186/ (2 ∙ 10^-3) = 509,3 Ом.

R_ш = R_р ∙ R_э / (R_р - R_э), R_ш = 120 ∙ 90/ (120 - 90) = 360 Ом.

R_к = R_э ∙ ∆Е / (R_э ∙ J₁ ∙ (1 - 2 ∙ λ) - ∆Е), R_к = 90∙5,81 ∙ 10^-3/ (90∙3∙10^-3∙ (1 - 2 ∙ 0,030) - 5,81 ∙ 10^-3) = 2,11 Ом

R_п = R_к ∙ R_э / (R_к + R_э), R_п = 2,11∙90/ 2,11 + 90 = 2,06

Е ( ; ) = Е ( ; ) - Е ( ; 0), Е (40; 0) = 0,299∙ 4/5 - 0,000 = 0,240 мВ =0,240 ∙10^-3 В

= 0,240∙10^-3∙ (1+4,25∙10^-3∙0) / (2∙10^-3∙4,25∙10^-3∙ (40 - 0)) = 0,705 ≈ 0,705 Ом

R_н = (7,34∙10^-3+ 2∙10^-3∙0,705 - 3∙10^-3∙2,06 ∙0,030) / (3 ∙10^-3) =2,85 ≈2,85 Ом.

 

Принимается r_н = r_к = 1 Ом.

 

R_А = (R_c ∙ J₂ - (1 - λ) ∙ R_п ∙ J₁ - Е_н) / J₁.

R_A = (509,3∙2∙10^-3 - (1 - 0,030) ∙2,06∙3∙10^-3 - 7,34∙10^-3) / (3∙10^-3) = 323,3805 ≈ 335,08 Ом

(R_т + R_рт) = 1000 - ( (0,705 + 509,3) ∙ (2,85 + 2,06 + 335,08)) // (0,705 + 509,3 + 2,85 + 2,06 + 335,08) = 1000 - 204 = 796 Ом

 

Принимаем R_т =750 Ом Rрт = 50 Ом.

Проверка расчета

 

(3∙10 ) / (2∙10 ) = (0,705 + 509,3) / (2,85+ 2,06 + 335,08)

,50 = 1,4999.

R_с - 509,3 Ом R_п = 2,06 Ом R_А = 335,08 Ом

R_т = 750 Ом

R_к =2,11Ом

R_рт = 50 Ом R_м = 0,705 Ом

R_щ = 360 Ом R_н = 2,85Ом.

измерительная схема автоматический потенциометр

Список литературы

 

1. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. Изд.5-е, перераб. и доп. - М: Энергия, 1979.

. Преображенский В.П. Технологические измерения и приборы. 3-е изд., перераб. и доп. - М: Энергия, 1978. - 704 с.

. Коминов С.В. Метрология и технологические измерения отрасли. Учебное пособие. М.: МИСиС, 1995.104 с.

. Приборы для измерения температуры контактным способом. Справочник под ред. Р.В. Бычковского. - Львов: Вища школа, 1979. - 208 с.

 

Приложения

 

Во всех случаях принимается сопротивление реохорда R_p = 120 Ом; напряжение питания измерительной схемы U = 6,3 В; соединительные линии выполнены из медных проводов с ; максимальный допустимый ток через терморезистор .

 

Таблица 1 - Исходные данные для расчета измерительной схемы автоматического электронного уравновешенного моста

Вариант	Тип резистора	Градуировка	tн,°С	tв,°С	Rэ, Ом	Iл, м	dл, м
1	2	3	4	5	6	7	8
1.1	ТСП	гр. 20	0	100	90	20	0,0020
1.2	ТСП	гр.21	0	100	90	120	0,0020
1.3	ТСП	гр.22	0	100	90	150	0,0015
1.4	ТСП	гр. 20	100	200	100	50	0,0015
1.5	ТСП	гр.21	100	200	100	200	0,0020
1.6	ТСП	гр.22	100	200	100	200	0,0015
1.7	ТСП	гр. 20	200	300	100	200	0,0015
1.8	ТСП	гр.21	200	300	100	120	0,0020
1.9	ТСП	гр.22	200	300	100	120	0,0020
1.10	ТСП	гр. 20	0	300	90	120	0,0020
1.11	ТСП	гр.21	0	250	100	50	0,0015
1.12	ТСП	гр.22	0	250	90	50	0,0015
1.13	ТСП	гр. 20	100	250	100	50	0,0015
1.14	ТСП	гр.21	100	250	100	8080	0,0020
1.15	ТСП	гр.22	120	180	90	80	0,0020
1.16	ТСП	гр. 20	120	180	100	80	0,0020
1.17	ТСП	гр.21	0	650	90	10	0,0010
1.18	ТСП	гр.22	0	650	100	10	0,0010
1.19	ТСП	гр. 20	0	650	90	40	0,0015
1.20	ТСП	гр.21	0	500	100	40	0,0015
1.21	ТСМ	гр, 23	50	100	90	25	0.0020
1.22	ТСМ	гр.24	50	75	100	10	0,0015
1.23	ТСМ	гр.23	75	100	100	5	0,0010
1.24	ТСМ	гр.24	75	100	100	50	0,0015
1.25	ТСМ	гр.23	100	150	100	100	0,0020
1.26	ТСМ	гр.24	0	100	100	75	0,0015
1.27	ТСМ	гр.23	75	175	100	80	0,0020
1.28	ТСМ	гр.24	125	175	90	150	0,0020
1.29		гр.23	125	150	90	30	0,0015
1.30		гр.24	75	175	100	40	0,0015

 

Значения следующих параметров во всех вариантах принимается одинаковыми: R_р = 120 Ом, Е_нэ = 1,0186 В, U_ип = 5 В,

 

J_о = 5 мА, R_ип = 1000 Ом.

 

Таблица 2 - Исходные данные для расчета измерительной схемы автоматического электронного потенциометра

Номер варианта	Тип термопары	tн,°С	tк,°С	λ	Rэ, Ом	t0,°С	,°С
1	2	3	4	5	6	7	8
2.1	ТТП	0	1000	0,005	90	0	40
2.2	ТТП	500	1000	0,030	100	10	50
2.3	ТТП	650	1150	0,025	90	20	50
2.4	ТТП	800	1300	0,030	90	0	40
2.5	ТТП	1000	1600	0,025	100	0	40
2.6	ТПР	1000	1600	0,025	90	0	30
2.7	ТПР	1200	1700	0,025	100	10	50
2.8	ТПР	1500	1700	0,030	90	0	50
2.9	ТПР	1300	1700	0,025	100	10	40
2.10	ТПР	1400	1800	0,025	90	0	50
2.11	ТХА	-200	200	0,030	100	-20	20
2.12	ТХА	-100	300	0,025	90	-10	30
2.13	ТХА	0	500	0,030	100	0	40
2.14	ТХА	500	1000	0,025	90	10	50
2.15	ТХА	800	1300	0,030	100	0	50
2.16	ТХК	-200	200	0,025	90	-10	20
2.17	ТХК	-100	300	0,030	100	-10	30
2.18	ТХК	200	600	0,030	90	0	40
2.19	ТХК	0	400	0,030	90	10	50
2.20	ТХК	400	800	0,025	100	0	50
2.21	ТВР (2)	1000	1600	0,025	90	0	25
2.22	ТВР (3)	1200	1700	0,025	100	0	50
2.23	ТВР (1)	1500	1700	0,030	90	0	40
2.24	ТВР (1)	1300	1750	0,025	100	0	50
2.25	ТВР (1)	1400	1800	0,030	90	0	50
2.26	ТВР (2)	1000	1600	0,025	100	0	30
2.27	ТВР (3)	1200	1650	0,030	90	0	40
2.28	ТВР (1)	1300	1700	0,025	100	10	40
2.29	ТВР (2)	1350	1750	0,030	90	0	50
2.30	ТВР (3)	1400	1800	0,025	90	10	50
2.31	ТМК	-200	100	0,025	100	-20	20

 

Таблица П1 - Градуировочные характеристики термометров сопротивления

t°С	Термометр сопротивления платиновый ТСП			t°С	Термометр сопротивления медный ТСМ
	гр. 20	гр.21	гр.22		гр.23	гр.24
	Сопротивление, Ом				Сопротивление, Ом
0	10,000	46,00	100,00	0	53,00	100,00
20	10,791	49,64	107,91	5	54,13	102,13
40	11,578	53,26	115,78	10	55,26	104,26
60	12,360	56,86	123,60	15	56,39	106,39
80	13,137	60,43	131,37	20	57,52	108,52
100	13,910	63,99	139,10	25	58,65	110,65
120	14,678	67,52	146,78	30	59,77	112,78
140	15,441	61,03	154,41	35	60,90	114,91
160	16, 200	74,52	162,00	40	62,03	117,04
180	16,954	77,99	169,54	45	63,16	119,17
200	17,703	81,43	177,03	50	64,29	121,30
220	18,448	84,86	184,48	55	65,42	123,43
240	19,188	88,26	191,88	60	66,55	125,56
260	19,923	91,64	199,23	65	67,68	127,69
280	20,653	95,00	206,53	70	68,81	129,82
300	21,379	98,34	219,79	75	69,93	131,95
320	22,100	101,66	221,30	80	71,06	134,08
340	22,817	104,96	228,17	85	72, 19	136,21
360	23,529	108,23	235,29	90	73,32	138,34
380	24,236	111,48	242,36	95	74,45	140,47
400	24,938	114,72	249,38	100	75,58	142,60
420	25,636	117,93	256,36	105	76,71	144,73
440	26,329	121,11	263,29	110	77,84	146,86
460	27,018	124,28	270,18	115	78,97	148,99
480	27,701	127,43	277,01	120	80,09	151,12
500	28,380	130,55	283,80	125	81,23	153,25
520	29,055	133,65	290,55	130	82,35	155,38
540	29,725	136,73	297,25	135	83,48	157,51
560	30,390	139,79	303,90	140	84,61	159,64
580	31,050	142,83	310,50	145	85,74	161,77
600	31,706	145,85	317,06	150	86,87	163,90
620	32,357	148,84	323,57	155	88,00	166,03
640	33,003	151,81	330,03	160	89,13	168,16
650	33,325	153,30	333,25	165	90,25	170,29
				170	91,38	172,42
				175	92,51	174,55
				180	93,64	176,68

 

Таблица П2 - Номинальные статические характеристики (нсх) термоэлектрических преобразователей (ГОСТ 3044-84)

t°C		Тип ТПР ПР (В)		Тип ТПП ПП (S)		Тип ТВР ВР (А) - 1		Тип ТВР ВР (А) - 2		Тип ТВР ВР (А) - 3		Тип ТХА ХА (К)		Тип ТХК ХК (L)		Тип ТМК МК (М)
1		2		3		4		5		6		7		8		9
-200												-5,892		-9,488		-6,153
-150												-4,914		-7,831		-5,111
-100												-3,553		-5,641		-3,715
-50												-1,889		-3,003		-2,000
0				0,000		0,000		0,000		0,000		0,000		0,000		0,000
50				0,299		0,637		0,630		0,625		2,022		3,299		2,253
100				0,645		1,337		1,337		1,318		4,095		6,842		4,721
150				1,029		2,086		2,100		2,062		6,137		10,591
200				1,440		2,871		2,901		2,842		8,137		14,519
250				1,873		3,682		3,728		3,647		10,152		18,599
300		0,431		2,323		4,512		4,570		4,469		12, 207		22,806
350		0,596		2,786		5,354		5,422		5,302		14,292		27,111
400		0,786		3,260		6, 203		6,279		6,141		16,395		31,482
450		1,002		3,743		7,035		7,138		6,984		18,513		35,886
500		1,241		4,234		7,908		7,996		7,826		20,640		40,293
550		1,565		4,732		8,758		8,853		8,667		22,772		44,703
600	1,791		5,237		9,605		9,706		9,505		24,902		49,094
650	2,100		5,751		10,447		10,554		10,339		27,002		53,477
700	2,430		6,274		11,283		11,397		11,167		29,128		57,857
750	2,782		6,805		12,112		12,234		11,990		31,214		62,215
800	3,154		7,345		12,933		13,063		12,805		33,277		66,469
850	3,546		7,892		13,746		13,884		13,612		35,314
900	3,975		8,448		14,549		14,695		14,410		37,325
950	4,386		9,012		15,342		15,497		15, 199		39,310
1000	4,833		9,585		16,125		16,287		15,978		41,269
1050	5,297		10,165		16,893		17,065		16,745		43, 202
1100	5,777		10,754		17,659		17,831		17,501		45,108
1150	6,273		11,348		18,409		18,585		18,245		46,985
1200	6,783		11,947		19,146		19,326		18,976		48,828
1250	7,308		12,550		19,872		20,054		19,695		50,633
1300	7,845		13,155		20,584		20,769		20,401		52,398
1350	8,393		13,761		21,284		21,471		21,095
1400	8,954		14,368		21,971		22,163		21,776
1450	9,519		14,973		22,645		22,842		22,444
1500	10,094		15,576		23,306		23,509		23,101
продолжение таблицы П2
1600	11,257		16,771		24,588		24,808		24,377
1650	11,842				25, 209		25,437		24,996
1700	12,426				25,816		26,052		25,601
1750	13,008				25,411		26,649		26, 192
1800	13,585				26,992		27,226		26,767
1850					27,560
1900					28,114
1950					28,655
2000					29,181
2050					29,693
2100					30,189
2150					30,761
2200					31,138
2250					31,589
2300					32,024
2350					32,445
2400					32,853
2450					33,250
2500					33,638