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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un simple convertidor de temperatura-voltaje. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Para un amplificador con entrada diferencial balanceada (Fig. 1), bajo la condición RV = R1" = R1, el voltaje de salida está determinado por la expresión [1]: Uout \u2d -Uin (R3-R1) / (R3 + R1). (una) En el circuito de retroalimentación negativa, en lugar de la resistencia R2, se puede incluir un sensor de temperatura lineal, cuya resistencia depende de la temperatura. Rt = R0 + αt, (2) donde R0 es la resistencia del sensor de temperatura a O °C; a - coeficiente de sensibilidad a la temperatura, Ohm/°C; t - temperatura, °C. Tomando la resistencia R3 igual a R0, obtenemos Uout \u1d -Uin αt / (R0 + R3). (XNUMX) Si proporcionamos la condición Uina/(R1 +R0) = 1, (4) luego, como se desprende de la expresión (3), en la salida del amplificador operacional obtenemos un voltaje numéricamente igual a la temperatura del sensor de temperatura. La resistencia R1 para garantizar esta condición se determina a partir de la relación R1 =αUin-R0. (5) Para obtener una buena estabilidad del convertidor, es necesario utilizar un amplificador operacional de alta calidad, por ejemplo, K140UD17A. La posibilidad de utilizar dicho convertidor como accesorio a un multímetro digital basado en el ADC KR572PV5 se muestra en la Fig. 2. El decodificador funciona con la batería del multímetro. La temperatura se mide utilizando una escala de voltaje con un límite de 200 mV.
Un sensor de temperatura resistivo es un sensor de temperatura estándar con parámetros R0 = 50 ohmios, a = 0,214 ohmios/°C. Para el convertidor, la tensión Uin, correspondiente a la tensión de referencia utilizada para este fin por el estabilizador interno ADC, es igual a 3 V [2]. Dado que las mediciones de voltaje se realizan en milivoltios, de la expresión (5) obtenemos R1 - 30000,214 - 50 = 592 ohmios. El equilibrio del puente se realiza mediante la resistencia R5 con la resistencia R = R3 = R0 conectada en lugar del sensor. Para determinar el valor de las resistencias R1 y R2, se recomienda medir el valor UBX de cada multímetro específico. Las mediciones se realizan conectando la entrada de medición del multímetro "V/Ω" al terminal positivo de la batería. La segunda entrada ("inactiva") del multímetro permanece desconectada. Cabe señalar que para el que se muestra en la Fig. 2 diagrama de conexión del decodificador, el multímetro muestra un signo “-” para valores de temperatura positivos, y para temperaturas negativas, por el contrario, un signo “+”. Este inconveniente se puede eliminar utilizando una fuente de alimentación estabilizada bipolar externa para el decodificador. En este caso, la resistencia R3 del decodificador está conectada al punto medio (cable común) de la fuente. Si no se requiere una alta precisión de medición, para reflejar correctamente el signo de la escala Celsius, basta con cambiar los puntos de conexión de los elementos R4 (Rt) y R3 (Fig. 2). El error sistemático de medición en este caso será de aproximadamente 1 °C a 50 °C y algo más de 3 °C a 100 °C. Si no hay un sensor estándar, puede hacerlo usted mismo de acuerdo con las recomendaciones [3], especificando la resistencia de las resistencias R1, R2, teniendo en cuenta el coeficiente de sensibilidad a la temperatura del material. En el convertidor, es recomendable utilizar resistencias de precisión C2-29 (o análogas) de las clasificaciones más cercanas de las series E96 o E192. Como último recurso, puede utilizar el mismo multímetro para seleccionar resistencias dieléctricas metálicas de clasificaciones similares con resistencias cercanas a los valores calculados. Literatura
Autor: B. Porokhnyavy, Krasnoyarsk
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