Un simple convertisseur température-tension. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure
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Pour un amplificateur avec une entrée différentielle équilibrée (Fig. 1), sous la condition RV = R1" = R1, la tension de sortie est déterminée par l'expression [1] :
Uout \u2d -Uin (R3-R1) / (R3 + R1). (une)
Dans le circuit de rétroaction négative, au lieu de la résistance R2, vous pouvez inclure un capteur de température linéaire dont la résistance dépend de la température.
Rt = R0 + αt, (2)
où R0 est la résistance du capteur de température à XNUMX °C ; a - coefficient de sensibilité à la température, Ohm/°C ; t - température, °C.
En prenant la résistance R3 égale à R0, on obtient
Uout \u1d -Uin αt / (R0 + R3). (XNUMX)
Si nous fournissons la condition
Uinα/(R1 +R0) = 1, (4)
puis, comme il ressort de l'expression (3), nous obtenons une tension à la sortie de l'ampli-op, numériquement égale à la température du capteur de température. La résistance R1 pour assurer cette condition sera déterminée à partir de la relation
R1 =αUin-R0. (5)
Pour obtenir une bonne stabilité du convertisseur, il est nécessaire d'utiliser un amplificateur opérationnel de haute qualité, par exemple le K140UD17A.
La possibilité d'utiliser un tel convertisseur comme accessoire à un multimètre numérique basé sur l'ADC KR572PV5 est illustrée à la fig. 2. Le décodeur est alimenté par la batterie du multimètre. La mesure de la température est effectuée sur une échelle de tension à la limite de 200 mV.
(cliquez pour agrandir)
Le capteur de température résistif est un capteur de température standard avec les paramètres R0 = 50 Ohm, a = 0,214 Ohm/°C. Pour le convertisseur, la tension Uin correspondant à la tension de référence utilisée à cet effet du stabilisateur interne du CAN est de 3 V [2]. Puisque les mesures de tension sont effectuées en millivolts, à partir de l'expression (5) nous obtenons
R1 - 30000,214 - 50 = 592 ohms.
Le pont est équilibré par la résistance R5 lorsque la résistance R = R3 = R0 est connectée à la place du capteur.
Pour déterminer la valeur des résistances R1 et R2, il est recommandé de mesurer la valeur UBX de chaque instance spécifique du multimètre. Les mesures s'effectuent en connectant l'entrée de mesure du multimètre « V/Ω » à la borne positive de la batterie. La deuxième entrée (« vierge ») du multimètre reste déconnectée.
Il convient de noter que pour celui représenté sur la Fig. 2 schémas de connexion du décodeur sur le multimètre, le signe "-" se reflète aux valeurs de température positives, et aux valeurs négatives, au contraire, le signe "+". Vous pouvez éliminer cet inconvénient en utilisant une alimentation externe stabilisée bipolaire pour le décodeur. Dans ce cas, la résistance R3 du décodeur est connectée au point milieu (fil commun) de la source. Si une précision de mesure élevée n'est pas requise, alors pour refléter correctement le signe de l'échelle Celsius, il suffit de modifier les points de connexion des éléments R4 (Rt) et R3 (Fig. 2). L'erreur de mesure systématique sera dans ce cas d'environ 1°C à 50°C et d'un peu plus de 3°C à 100°C.
En l'absence de capteur standard, elle peut être réalisée indépendamment selon les recommandations [3], précisant les résistances des résistances R1, R2, en tenant compte du coefficient de sensibilité en température du matériau. Dans le convertisseur, il est conseillé d'utiliser des résistances de précision C2-29 (ou analogues) des calibres les plus proches de la série E96 ou E192. Dans les cas extrêmes, en utilisant le même multimètre, vous pouvez sélectionner des instances de résistances métal-diélectriques de dénominations proches avec des résistances proches des valeurs calculées.
littérature
- Alekseenko A. G., Kolombet E. A., Starodub G. I. Application de microcircuits analogiques de précision. 2e éd. - M. : Radio et communication, 1985, p. 75, 76.
- Biryukov S. Application de l'ADC KR572PV5. - Radio, 1998, n° 8, p. 62-65.
- Homenkov N. Zverev A. Thermomètre numérique. - Radio, 1985, n° 1, p. 47-49.
Auteur : B. Porokhnyavy, Krasnoïarsk
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