Расчет метрологических характеристик ик1.

Вычисляем номинальные статические характеристики измерительного канала ИК.

N=4 – количество компонентов в ИК.

f_нi=A_i*x + a_i ,

где f_нi – номинальная статическая функция преобразования i-ого преобразователя;

A_i = U_п/U – чувствительность;

a_i – начальное смещение.

1. f_н1 = 0,02*x + 5 2. f_н2 = 10^-3 *x

a₁ = 5 a₂ = 0

A₁ = 0,02 A₂ = 0,001

3. f_н3 = 80*x 4. f_н4 = x

a₃ = 0 a₄ = 0

A₃ = 80 A₄ = 1

Расчет статической функции преобразования ИК f_н(x):

f_н(x) = A⁰*x + a

;

;

;

f_н(x) = 0,0016*x + 0,4.

Расчет систематической составляющей погрешности ИК и среднего квадратичного отклонения СКО систематической составляющей погрешности.

N – количество компонентов в ИК.

f_нi=A_i*x + a_i – статическая функция преобразования i = 1,2…N.

- систематическая составляющая погрешности.

- СКО систематической составляющей погрешности.

,

где - дисперсии мультипликативной и аддитивной составляющих система-тической погрешности соответственно.

N = 4

f_н(x) = 0,0016*x + 0,4.

- принимаю равными нулю из-за отсутствия в паспортах приборов.

1. g₁ = 0

2. ;

Источник питания обладает высокой стабильностью и его погрешность

< 0,01%, поэтому в расчете ее значением можно пренебречь.

3. g₃ = 0,05%

4. g₄ = 0,1%

Расчет:

;

;

;

;

, ; ;

;

;

.

2. Канал №2. Измерение температуры корпуса.

Блок 2.1.: Термометр сопротивления.

Исходя из заданных условий:

• Температура среды t = 0⁰C25⁰C

• Рабочая среда – неагрессивная

выбираем средовой термометр сопротивления ТМ –104

Характеристики датчика:

• Номинальное сопротивление

• Рабочая среда – слабо перемешиваемая, неагрессивная

• Габаритные размеры подложки B=23мм; L=36мм.

• Диапазон температур

Предел допускаемой основной погрешности равен:

, где

 - предел допускаемого значения систематической составляющей погрешности , для термометров с

- предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности в диапазоне от 223,15 до 473,15К

=  [2,5*10^-3 (273,15 –T)] =  [2,5*10^-3 (273,15 –293,15)] =  0,05%

Блок 2.2.: Резистивный мост.

Мост устанавливается после термометра сопротивления для того, чтобы из показаний датчика температуры убрать величину номинального сопротивления датчика . Мост состоит из трёх резисторов С5 – 25Ф.

Характеристики резистора С5 – 25Ф:

• Номинальное сопротивление 30 Ом

• Номинальная мощность

• Предел допускаемой основной погрешности  =  0,05%

R₁= R₃=3 кОм

R₂= 30 Ом

I_п = 2*10^-3 Ом

При t = 0⁰C:

;

.

При t = 25⁰C:

,

где α = 4,26*10^-3 – температурный коэффициент сопротивления.

;

.

Приращение падения напряжения на сопротивлении трубки:

.

Напряжение питания моста:

.

Сопротивление корпуса трубки:

.

Блок 2.3.: Усилитель.

Выбираем усилитель постоянного тока Ф7073/8.

Характеристики усилителя:

• Номинальное значение коэффициента усиления 65

• Предел допускаемой основной погрешности

• Диапазон изменения входного напряжения 100 мВ

Сигнал поступающий на АЦП после усиления:

Блок 2.4.: Аналого-цифровой преобразователь.

Выбираем аналого-цифровой преобразователь типа Ф7044

Характеристики АЦП:

• Диапазон преобразуемых напряжений  5 В

• Верхнее значение выходного кодированного сигнала

• Способ вывода кода параллельный

• Предел допускаемой основной погрешности:

 =  [0,1+0,06(U_к/U –1)] =  [0,1+0,06(5/5 –1)] =  0,1%

- конечное значение диапазона преобразования

• Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала на каждые 10С, не превышает значения:

%

Суммарная погрешность аналого-цифровой преобразователь не превышает значения:

%.