Расчёт выбранной схемы

Примем для расчета следующие исходные данные:

-заданный диапазон температуры от +20 до +90 градусов Цельсия;

-для данного диапазона температуры выбран датчик температуры – термометр сопротивления типа ТСМ 23 градуировки;

-стандартная градуировочная шкала для электронного автоматического моста типа КСМ 4 выбрана от -50 до 100 ⁰С при работе его с термометром сопротивления типа ТСМ (23 градуировки);

-параметры настройки измерительной схемы моста при использовании стандартной шкалы (от -50 до 100 ⁰С) имеют следующие значения: R_Л = 2,5 Ом; R_Д = 5,5 Ом; R₂ = R₃ = 300 Ом; R_Б = 450 Ом; R_П =12,9 Ом; R_РШ = 100 Ом; R_ПР = 27,82 Ом; R₁ =73,91; R_t(min) = 41,71 Ом; R_t(max) = 75,58 Ом; U₀ = 6,3 B.

Необходимо пересчитать параметры настройки измерительной схемы моста, которые бы обеспечивали изменение положения показателя шкалы в пределах всей шкалы при заданном диапазоне изменения температуры

от +20 ⁰С до 90 ⁰С.

Принимаем для расчета: R_Л=2,5 Ом; R_Д=5,5 Ом; R₂=R₃=300 Ом; R_Б=450 Ом.

По градуировочной таблице П5 (см. приложение) определяем:

 R_t(min) = 50,74 Ом; R_t(max) = 73,32 Ом.

Определяем приведенное эквивалентное сопротивление реохорда R_ПР по формуле:

,                                 (4.1)

где     (4.2)   

                                                  (4.3)

Определяем резистивное сопротивление R₁:

      (4.4)

 

 

Определяем сопротивление R_П, определяющее верхний предел изменения сопротивления датчика температуры:

                              (4.5)

Затем  определяем  напряжение  на  питающей  диагонали  моста   U_П, при R_t= R_t(min):

  (4.6)

 

И после этого находим соответствующее значение тока в цепи включения реохорда:

                (4.7)

Сравниваем это значение тока с предельно допустимым значением тока I_MAX:

Неравенство выполняется. Аналогично находим значение тока в цепи включения реохорда используя формулы (4.6) и (4.7) при R_t= R_t(max):

 

определяем его отношение к значению тока при R_t= R_t(min):

и сравниваем это отношение с предельно допустимым значением

В рассматриваемом случае условие выполняется, поэтому можно полученные расчетные значения считать найденными. Проверим градуировку шкалы, для этого рассчитаем значения U_ВЫХ (напряжение на выходе измерительной схемы) при различной температуре в заданном диапазоне температуры. Составим таблицу (см. таблица 4.1) и построим гравик функции U_ВЫХ=f(R_t) – рисунок 4.1.

 

Таблица 4.1

0С	Rt, Ом	UП, В	UВЫХ, В
20	57,52	1,839	0,046
30	59,77	1,843	0,055
40	62,03	1,847	0,064
50	64,29	1,851	0,072
60	66,55	1,855	0,081
70	68,81	1,859	0,090
80	71,06	1,863	0,098
90	73,32	1,867	0,107

Рисунок 4.1

Из градуировочного гравика (см. рис. 4.1) видно равномерную линейную зависимость выходного напряжения U_ВЫХ от температуры (т.к. термосопротивление зависит от температуры), откуда можно сделать вывод о правильности расчета параметров схемы моста. Принципиальная схема автоматического уравновешеноого моста КСП 4 привидина в приложении стр. 28.