- Sa seze un sistem pentru masurarea numerica a temperaturii cu transmitere la distanta folosind conversia tensiune-frecventa

CAPITOLE

 

Schema bloc (principiul de functionare)

Proiectarea si alegerea elementelor de circuit

Traductorul de presiune in punte Wheatstone

Amplificatorul de instrumentatie

Etajul de deplasare

Proiectarea sumatorului

Proiectarea referintei de tensiune

Schema electrica generala

Lista componentelor utilizate

TEMA DE PROIECTARE

Sa se proiecteze un sistem pentru masurarea numerica a temperaturii cu transmitere la distanta folosind conversia tensiune-frecventa. Domeniul temperaturii de masura este intre 0-400 grade C cu o precizie de 1% din valoarea maxima (capat de scala). Sistemul va avertiza la depasirea unei anumite valori maxime.

2. SCHEMA BLOC

3. PROIECTAREA SI ALEGEREA ELEMENTELOR DE

CIRCUIT

3.1 TRADUCTORUL DE PRESIUNE IN PUNTE WHEATSTONE

La intrare vom avea o tensiune cuprinsa intre [0V ÷10V] iar la iesirea din punte ne dorim sa avem un curent cuprins intre [4mA÷20mA]

L-am ales pe R₄ ca traductor de temperatura legea lui va fi liniara iar curentul de la iesire va fi liniar. Modul de a converti rezistenta in tensiune este :

R(T)=R₀(1+) rezulta R(T)=R₀(1+x)  la o anumita temperatura

R₄+ reprezinta senzorul temperatura.

Vom face calcule ale puntii la echilibru si la dezechilibru. Daca R₁·R₄=R₂·R₃ rezulta ca puntea este la echilibru si atunci U₀ care este o tensiune diferentiala de mod diferential va fi U₀=0.

Pentru a avea o sensibilitate cat mai mare trebuie ca sa avem pentru a avea echilibru la 75sC trebuie ca , .

Trebuie sa avem echilibru si la 0sC , , in acest sens trebuie sa liniarizam puntea Wheatstone.

este traductorul si el variaza cu temperatura

Consideram R₁=R₃=R₂=R₄ (0 ARM)=75Ω

Observam ca U_id este neliniara , acum vom calcula U_{id maxim}=?

U_{id maxim}=? , pentru E=10V

U_{id maxim75sC}=

,R₄(T)=R₄(75sC)=75Ω

De aici vom afla U_{idmax 75sC}=

U_id=[0 mV;490mV],am stabilit acest interval de tensiune pentru ca ne trebuie pentru a stabili amplificarea

3.2 AMPLIFICATORUL DE INSTRUMENTATIE

Schema echivalenta a amplificatorului de instrumentatie.

unde P₁ este porentiometrul.

Vom folosi un amplificator de instrumentatie cu 3 A.O.

Deci in final vom avea :

Intervalul [0sC--75sC] va corespunde la intervalul urmator de tensiuni: [0mV-490mV]

3.3 Etajul de deplasare

Alegem potentiometrul P₁ cu valoarea de 3KΩ

Pentru a putea avea amplificarea egala cu 1 am ales rezistentele

R₁= R₂= R₃= R₄=1KΩ

3.4 Proiectarea sumatorului

Alegem T de tipul BD137

Punem conditia ca V₁=k·x

Pentru ca avem conditia de liniaritate trebuie ca

Aleg

3.5 Proiectarea referintei de tensiune

Referinta de tensiune este realizata folosind un stabilizator parametric cu dioda Zenner. S-a ales o dioda Zenner de tipul DZ3V6 avand urmatoarele caracteristici:

- V_ZT=3,6V

- I_ZT=5mA

Rezulta

Alegem un AO UA741 iar R₂=1K si P=3,3K

4. SCHEMA ELECTRICA GENERALA

5. LISTA COMPONENTELOR

R₁ : RMG - 1050 25W

R₂ :  RPM - 3050 25 W

R₃ :  RPM - 3050 25 W

R₄ :  Traductor de presiune de tipul AST4000

R₅ :  RPM - 3050 100 kW

R₇ :  P-32728(A) 1kW P_dn=0,25W U_{n lim}=250V

R₆ :  RCG - 1050 100 kW

R₈ :  RPM - 3050 100 kW

R₉ :  RCG - 1025 100W

R₁₀ :  RCG - 1025 1kW

R₁₁ :  RPM - 3050 1kW

R₁₂ : RMG - 1050 10kW

R₁₃ :  RCG - 1050 11W

R₁₄ :  RMG - 1050 5W

AO₁  UA741

AO₂  UA741

AO₃  UA741

AO₄  UA741

AO₅  UA741

CAN  AD7813