От источника постоянного тока

Стабильным током удобно питать удаленные мостовые схемы, т. к. падение напряжения на питающих проводах не сказывается на точности преобразования. Недостатком мостовых схема с токовым возбуждением является невозможность подключения нескольких мостов к одному источнику.

Приведенные выше в таблицах соотношения показывают, что точность отсчета данных с резистивных датчиков напрямую связана с точностью поддер­жания величины тока или напряжения возбуждения. Отсюда вытекают высокие требования к точности и стабильности соответствующих источников.

Нелинейность функциональных зависимостей также нежелательна, поэтому представляют большой практический интерес схемы, устраняющие нелинейность. Одна из таких корректирующих схем приведена на рисунке.

Напряжения на входах ОУ совпадают и равны половине напряжения возбу­ждения. Выходное напряжение ОУ:

Схема, устраняющая нелинейность функциональной

характеристики тензомоста

Эта схема не только линеаризует зависимость выходного напряжения от приращения сопротивления резистивного датчика, но и имеет в 2 раза большую чувствительность чем схем а с пассивным мостом. К тому же выходной сигнал этой схемы не содержит синфазной составляющей. Современные миниатюрные ОУ (например, в корпусах SOT23 или SC70-5) могут быть установлены непосредственно в месте размещения датчика. В этом случае передача сигнала по кабелю от такого низкоимпедансного источника, как ОУ, позволит уменьшить уровень помех.

Еще одна линеаризующая схема, на этот раз на двух ОУ, показана на рисунке.

Линеаризующая схема на двух ОУ

Уравнения ее равновесия имеют вид:

Решение этой системы дает

Выходной сигнал этой схемы не имеет синфазной составляющей, что по­зволяет непосредственно подавать его на недифференциальный вход приемни­ка. Схема позволяет существенно усилить входной сигнал прямо на месте рас­положения датчика.

В отличие от термопар, генерирую­щих термоЭДС, для съема информации с РТД через него требуется пропускать стабильный постоянный ток

(см. рисунок).

Схемы включения резистивного термодатчика:

а — 2-проводная, б — 4-проводная

Сопротивление РТД является функ­цией абсолютной температуры, поэто­му здесь нет необходимости в стабили­зации опорного спая. Постоянный ток возбуждения через РТД должен быть не слишком большим, иначе возможен са­моразогрев датчика, вносящий погреш­ность в измерение температуры. С дру­гой стороны, именно явление самопрогрева с успехом используется в датчиках скорости воздушного потока.

Значительную погрешность в изме­рение температуры вносят провода, со­единяющие РТД с приемником сигнала (см. рисунок а). Их суммарное сопротивле­ние 2R_Л складывается с сопротивлением датчика, за счет чего появляется мето­дическая погрешность. Для исключе­ния этой погрешности РТД следует включать по 4-проводной схеме (см. рисунок б). Фирма Analog Devices выпускает микросхему ADT70, представляющую собой законченный формирователь сиг­нала от РТД. Упрощенная функциональная схема этой ИМС приведена на рисунке [2.8].

Функциональная схема ИМС ADT70

Микросхема включает два согласованных источника тока, которыми управ­ляет встроенный источник опорного напряжения (ИОН). В цепь, параллель­ную с РТД, включен опорный резистор R_REF снизким ТКС, сопротивление ко­торого совпадает с сопротивлением РТД при t° = 0°C. Благодаря такой схеме, выходной сигнал ИМС пропорционален температуре в °С: V_оит = 5 мВ/°С.

Приложение: Тематический каталог- Датчики температуры фирмы «Метран»