Спроектировать преобразователь температура - напряжение с использованием операционных усилителей
Исходные данные для расчета:
тип термистора_______________________________;
диапазон измерения температуры °С:______________________;
диапазон выходного напряжения, В______________________;
тип операционного усилителя________________________;
особенности включения датчика_____________________________________________;
| «_______» _______________201__г. | _______________________________ |
| (подпись выдавшего задание) |
Исходные данные.Таблица 2.
| № | Тип термистора | Диапазон измерения температуры °С | Диапазон выходного напряжения, В | Тип операционного усилителя | Особенности включения датчика. |
| С621/4,7k/+ | - 30 …+ 30 | - 5…+5 | КР140УД8 | Удаленное расположение | |
| С621/10k/+ | 0…57 | 0…5 | КР140УД7 | Стандартное расположение | |
| С621/22k/+ | 0…28 | 0…10 | КР140УД14 | Заземленный корпус | |
| М891/15k/+ | -15…+37 | - 5…+5 | КР140УД17 | Удаленное расположение | |
| М891/33k/+ | -20… +45 | - 5…+5 | КР140УД20 | Стандартное расположение | |
| М891/47k/+ | 0… 62 | 0…10 | КР140УД8 | Заземленный корпус | |
| S869/10k/+40 | - 25…+55 | - 5…+5 | КР140УД14 | Стандартное расположение | |
| Z10/10k/G | 0…100 | 0…5 | КР140УД8 | Удаленное расположение | |
| М2020/5k/A1 | - 30…+7 | - 5…+5 | КР140УД7 | Стандартное расположение |
Параметры термисторов.Таблица 3.
С621 – для измерений и регулирования температуры. Серебрянно-палладиевые контактные поверхности.
| Температура окружающей среды | ТА | - 55 …+125 | °С |
| Номинальная температура | ТН | °С | |
| Максим. мощность рассеивания при 25°С | Р25 | мВт | |
| Постоянная времени охлаждения | tС | с |
| Тип | Тип | Тип | ||||
| С621/4,7k/+ | С621/10k/+ | С621/22k/+ | ||||
| T,°C | R25 =4,7кОм | R25 =10кОм | R25 =22кОм | |||
| В25/100=3520K | В25/100=3530K | В25/100=3560K | ||||
| RT / R25 | a,%/K | RT / R25 | a,%/K | RT / R25 | a,%/K | |
| -30 | 11,674 | 5,3 | 12,256 | 5,4 | 12,696 | 5,4 |
| -25 | 9,0124 | 5,1 | 9,4071 | 5,2 | 9,7251 | 5,2 |
| -20 | 7,0136 | 4,9 | 7,2862 | 5,0 | 7,5171 | 5,1 |
| -15 | 5.5001 | 4,8 | 5,6835 | 4,9 | 5,8353 | 4,9 |
| -10 | 4,3451 | 4,6 | 4,4698 | 4,7 | 4,5686 | 4,8 |
| -5 | 3,4569 | 4,5 | 3,5385 | 4,6 | 3,6050 | 4,7 |
| 0,0 | 2,7688 | 4,4 | 2,8222 | 4,5 | 2,8665 | 4,5 |
| 2,2321 | 4,2 | 2,2649 | 4,3 | 2,2907 | 4,4 | |
| 1,8105 | 4,1 | 1,8300 | 4,2 | 1,8438 | 4,3 | |
| 1,4773 | 4,0 | 1,4872 | 4,1 | 1,4920 | 4,1 | |
| 1,2122 | 3,9 | 1,2161 | 4,0 | 1,2154 | 4,0 | |
| 1,0000 | 3,8 | 1,0000 | 3,9 | 1,0000 | 3,9 | |
| 0,82924 | 3,7 | 0,82677 | 3,8 | 0,82976 | 3,8 | |
| 0,69105 | 3,6 | 0,68708 | 3,6 | 0,68635 | 3,7 | |
| 0,57861 | 3,5 | 0,57401 | 3,5 | 0,57103 | 3,6 | |
| 0,48666 | 3,4 | 0,48181 | 3,5 | 0,48015 | 3,5 | |
| 0,41110 | 3,3 | 0,40638 | 3,4 | 0,40545 | 3,4 | |
| 0,34872 | 3,3 | 0,34427 | 3,3 | 0,34170 | 3,3 | |
| 0,29699 | 3,2 | 0,29296 | 3,2 | 0,28952 | 3,2 | |
| 0,25390 | 3,1 | 0,25035 | 3,1 | 0,24714 | 3,1 | |
| 0,21786 | 3,0 | 0,21478 | 3,0 | 0,21183 | 3,1 | |
| 0,18759 | 3,0 | 0,18501 | 2,9 | 0,18194 | 3,0 | |
| 0,16208 | 2,9 | 0,15995 | 2,9 | 0,15680 | 2,9 | |
| 0,14050 | 2,8 | 0,13881 | 2,8 | 0,13592 | 2,8 | |
| 0,12217 | 2,8 | 0,12088 | 2,7 | 0,11822 | 2,8 | |
| 0,10656 | 2,7 | 0,10563 | 2,7 | 0,10340 | 2,7 | |
| 0,093213 | 2,6 | 0,093597 | 2,6 | 0,090741 | 2,6 | |
| 0,081767 | 2,6 | 0,081442 | 2,5 | 0,079642 | 2,6 |
М891– термисторы дисковые для измерений и регулирования температуры.
| Температура окружающей среды | ТА | - 55 …+125 | °С |
| Номинальная температура | ТН | °С | |
| Максим. мощность рассеивания при 25°С | Р25 | мВт | |
| Постоянная времени охлаждения | tС | с |
| Тип | Тип | Тип | ||||
| М891/15k/+ | М891/33k/+ | М891/47k/+ | ||||
| T,°C | R25 =15кОм | R25 =33кОм | R25 =47кОм | |||
| В25/100=4100K | В25/100=4300K | В25/100=4250K | ||||
| RT / R25 | a,%/K | RT / R25 | a,%/K | RT / R25 | a,%/K | |
| -30 | 17,787 | 6,3 | 21,567 | 6,6 | 19,615 | 6,4 |
| -25 | 13,083 | 6,1 | 15,641 | 6,3 | 14,365 | 6,2 |
| -20 | 9,7251 | 5,8 | 11,466 | 6,2 | 10,629 | 6,0 |
| -15 | 7,3160 | 5,6 | 8,4510 | 6,0 | 7,9249 | 5,8 |
| -10 | 5,5545 | 5,4 | 6,2927 | 5,9 | 5,9641 | 5,6 |
| -5 | 4,2531 | 5,3 | 4,7077 | 5,7 | 4,5098 | 5,5 |
| 0,0 | 3,2836 | 5,1 | 3,5563 | 5,5 | 3,4405 | 5,3 |
| 2,5512 | 5,0 | 2,7119 | 5,3 | 2,6434 | 5,1 | |
| 1,9973 | 4,8 | 2,0860 | 5,1 | 2,0475 | 5,0 | |
| 1,5738 | 4,7 | 1,6204 | 5,0 | 1,6005 | 4,9 | |
| 1,2488 | 4,5 | 1,2683 | 4,8 | 1,2600 | 4,7 | |
| 1,0000 | 4,5 | 1,0000 | 4,7 | 1,0000 | 4,6 | |
| 0,80080 | 4,3 | 0,79420 | 4,6 | 0,79511 | 4,5 | |
| 0,64733 | 4,2 | 0,63268 | 4,5 | 0,63773 | 4,4 | |
| 0,52628 | 4,0 | 0,50740 | 4,3 | 0,51454 | 4,2 | |
| 0,43263 | 3,9 | 0,41026 | 4,2 | 0,41764 | 4,1 | |
| 0,35708 | 3,9 | 0,33363 | 4,1 | 0,34080 | 4,0 | |
| 0,29406 | 3,8 | 0,27243 | 4,0 | 0,27970 | 3,9 | |
| 0,24342 | 3,7 | 0,22370 | 3,9 | 0,23063 | 3,8 | |
| 0,20278 | 3,6 | 0,18459 | 3,8 | 0,19082 | 3,7 | |
| 0,16964 | 3,5 | 0,15305 | 3,7 | 0,15857 | 3,6 | |
| 0,14257 | 3,4 | 0,12755 | 3,6 | 0,13242 | 3,6 | |
| 0,12028 | 3,4 | 0,10677 | 3,5 | 0,11104 | 3,5 | |
| 0,10196 | 3,3 | 0,089928 | 3,4 | 0,093483 | 3,4 | |
| 0,086757 | 3,3 | 0,076068 | 3,3 | 0,079004 | 3,3 | |
| 0,073804 | 3,2 | 0,064524 | 3,3 | 0,066980 | 3,2 | |
| 0,062974 | 3,0 | 0,054941 | 3,2 | 0,056982 | 3,2 | |
| 0,054276 | 2,9 | 0,047003 | 3,1 | 0,048754 | 3,1 |
S869– герметизированные эпоксидной смолой миниатюрные сенсоры для прецизионных измерений в системах воздушного кондиционирования, автомобильной и промышленной электроники.
Z10– датчики для паровых котлов, систем нагрева и температурных измерений в жидкостях. Стальной корпус с опрессованной базовой частью из пластика.
М2020– датчики для температурных измерений в рефрижераторах, морозильных камерах, системах воздушного кондиционирования.
| Тип | S869 | Z10 | М2020 | ||
| Температура окружающей среды | ТА | - 55 …+155 | - 25 …+100 | - 40 …+100 | °С |
| Номинальная температура | ТН | °С | |||
| Максим. мощность рассеивания при 25°С | Р25 | мВт | |||
| Постоянная времени охлаждения | tС | 2,5 | с |
| Тип | Тип | Тип | ||||
| S869/10k/+40 | Z10/10k/G | М2020/5k/A1 | ||||
| T,°C | R25 =10кОм | R25 =10кОм | R25 =5кОм | |||
| В25/100=3988K | В25/100=3920K | В25/100=3980K | ||||
| RT / R25 | a,%/K | RT / R25 | a,%/K | RT / R25 | a,%/K | |
| -30 | 17,70 | 6,2 | 17,753 | 6,3 | ||
| -25 | 13,04 | 6,0 | 12,621 | 5,9 | 13,067 | 6,0 |
| -20 | 9,707 | 5,8 | 9,4515 | 5,8 | 9,7228 | 5,8 |
| -15 | 7,293 | 5,6 | 7,1273 | 5,6 | 7,3006 | 5,6 |
| -10 | 5,533 | 5,5 | 5,4270 | 5,5 | 5,5361 | 5,5 |
| -5 | 4,232 | 5,3 | 4,1522 | 5,3 | 4,2332 | 5,3 |
| 0,0 | 3,265 | 5,1 | 3,2063 | 5,1 | 3,2660 | 5,1 |
| 2,539 | 5,0 | 2,5019 | 4,9 | 2,5392 | 5,0 | |
| 1,990 | 4,8 | 1,9679 | 4,7 | 1,9902 | 4,8 | |
| 1,571 | 4,7 | 1,5623 | 4,6 | 1,5709 | 4,7 | |
| 1,249 | 4,5 | 1,2488 | 4,5 | 1,2492 | 4,5 | |
| 1,0000 | 4,4 | 1,0000 | 4,3 | 1,0000 | 4,4 | |
| 0,8057 | 4,3 | 0,81105 | 4,2 | 0,80575 | 4,3 | |
| 0,6531 | 4,1 | 0,65930 | 4,1 | 0,65326 | 4,1 | |
| 0,5327 | 4,0 | 0,53922 | 4,0 | 0,53290 | 4,0 | |
| 0,4369 | 3,9 | 0,44345 | 3,9 | 0,43715 | 3,9 | |
| 0,3603 | 3,8 | 0,36674 | 3,7 | 0,36064 | 3,8 | |
| 0,2986 | 3,7 | 0,30513 | 3,6 | 0,29908 | 3,7 | |
| 0,2488 | 3,6 | 0,25514 | 3,5 | 0,24932 | 3,6 | |
| 0,2083 | 3,5 | 0,21457 | 3,4 | 0,20886 | 3,5 | |
| 0,1752 | 3,4 | 0,18131 | 3,4 | 0,17578 | 3,4 | |
| 0,1481 | 3,3 | 0,15360 | 3,3 | 0,14863 | 3,3 | |
| 0,1258 | 3,2 | 0,13064 | 3,2 | 0,12621 | 3,2 | |
| 0,1072 | 3,2 | 0,11156 | 3,1 | 0,10763 | 3,1 | |
| 0,09177 | 3,1 | 0,095606 | 3,0 | 0,092159 | 3,1 | |
| 0,07885 | 3,0 | 0,082347 | 3,0 | 0,079225 | 3,0 | |
| 0,06800 | 2,9 | 0,071180 | 2,9 | 0,068356 | 2,9 | |
| 0,05886 | 2,9 |
Параметры операционных усилителей.Таблица 4.
| КР140УД7 | КР140УД8 | КР140УД14 | КР140УД17 | КР140УД20 | |
| Напряжение питания, В | ±(5…20) | ±15 | ±(5…20) | ±(3…18) | ±(5…20) |
| Коэффициент усиления | 50*103 | 30*103 | 50*103 | 150*103 | 25*103 |
| Входной ток, нА | 0,2 | ||||
| Выходной ток, mA | |||||
| Ток потребления, mA | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||
| Частота среза, мГц | 0,8 | 1,0 | 0,5 | 0,4 | 0,5 |
| Сопротивление нагрузки не менее, кОм | 1…2 |
 | |||||
| |||||
 |
Тема 2.