Курсовая работа: Вимірювальні канали контрольно-вимірювальних систем в екології

, (4.1)

де h = U₀ /2ⁿ - крок квантування; n - розрядність двійкового лічильника;

U₀ - опорна напруга.

Статична характеристика аналого-цифрового перетворювача порозрядного зрівноваження наведена на рисунку 2.4.

Рисунок 2.4 – Статична характеристика аналогово-цифрового перетворювача

Похибка квантування аналогово-цифрового перетворювача порозрядного зрівноваження визначається, як величина обернена до кількості імпульсів

, тобто , (2.2)

? ?? ???????? ??????? ???????? ?? ??????? 2.5.

Рисунок 2.5 – Залежність вхідної напруги від похибки квантування

Отже, похибка квантування аналогово-цифрового перетворювача залежать від вимірюваної величини і визначається в основному розрядністю АЦП [11].

3. РОЗРОБКА ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО КАНАЛУ ТЕМПЕРАТУРИ З ЕЛЕМЕНТАМИ ТЕРМОПАРИ

Рівняння перетворення термопари із задовільною для практики точністю можна подати у вигляді:

Е_т = At + Bt² + Ct³ , (3.1)

де Е_т – термо-е.р.с., t – різниця температур гарячого і холодних кінців; А, В, С – сталі, значення яких залежать від матеріалів термоелектродів.

Оскільки , а U_х = At + Bt² + Ct³ , то остаточне рівняння перетворення вимірювального каналу має вигляд:

. (3.2)

Статична характеристика вимірювального каналу для вимірювання температури з елементами термопари наведена на рисунку 3.1 (при побудові статичної характеристики використовувались такі дані: А =0,012 В = 4∙10^-4 , С = 5,8∙10^-7 , n =10, U₀ = 10,24В, t змiнюється в дiапазонi [25:65] ⁰ С ).

Рисунок 3.1 – Статична характеристика вимірювального каналу

Похибка квантування вимірювального каналу для вимірювання температури з елементами термопари визначається за формулою 3.3

, (3.3)

а її статична характеристика наведена на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 – Залежність похибки квантування від температури

Для того, щоб оцінити здатність вимірювального каналу температури з елементами термопари реагувати на зміну температури потрібно визначити чутливість вимірювального каналу:

, тобто (3.4)

Оскiльки статична характеристика вимiрювального каналу температури з елементами термопари є лiнiйною в дiапазонi змiни температури вiд 25 до 65 ⁰ С. Залежність чутливості від температури теж буде лінiйною (рис.3.3)

Рисунок 3.3 – Залежність чутливості від температури

Вимірювальний канал температури з елементами термопари здійснює вимірювання температури в певному діапазоні, який характеризується верхньою та нижньою межею вимірювання.