Léaráid dearaidh de chiorcad tomhais friotaíochta teirmeach ardchruinnithe bunaithe ar chóras trí shreang

Is braiteoir teochta é braiteoir teirmeastar a athraíonn a luach friotaíochta leis an teocht chomhthimpeallach. Ina measc, úsáidtear teirmeastar a dhéantar as platanam miotail go forleathan mar gheall ar a chobhsaíocht mhaith, a chruinneas ard, agus a raon tomhais teochta leathan. Tá teirmiméadair teirmeastar chun teocht a thomhas comhdhéanta den chuid is mó de bhraiteoirí teirmiméadair, ionstraimí taispeána a thomhas, agus sreanga nasctha. Ós rud é go bhfuil íogaireacht teochta an bhraiteora teirmiméadair féin íseal, tá tionchar ag friotaíocht líne na sreinge nasctha ar an toradh tomhais nach féidir neamhaird a dhéanamh air. D'fhonn deireadh a chur le tionchar na friotaíochta sreinge, úsáideann an teirmiméadar an modh nasctha trí shreangán droichead go forleathan. Is féidir leis an modh seo an earráid teochta a chúiteamh go pointe áirithe, ach tá tionchar na frithsheasmhachta líne fós ann. Moltar modh cúitimh frithsheasmhachta sreinge trí shreang atá bunaithe ar voltas tairiseach agus deighilteoir voltais. Tá an ciorcad simplí agus éasca le cur i bhfeidhm, agus is féidir deireadh a chur le tionchar na friotaíochta sreinge go hiomlán. I gcomparáid leis an modh cúitimh friotaíochta sreinge atá molta sa litríocht a úsáideann níos mó ciorcad crua -earraí le haghaidh cúiteamh friotaíochta sreinge, tá ciorcad cúitimh frithsheasmhachta sreinge níos simplí ag an modh seo.

1 Anailís ar mhodhanna tomhais teirmiméadair a úsáidtear go coitianta

Maidir le teirmiméadar platanam PT100, tugtar an gaol idir a fhriotaíocht agus a theocht sa scála teochta idirnáisiúnta BS -90 mar a thaispeántar i bhfoirmle (1).

Sa fhoirmle, is é RT friotaíocht an fhriotóra theirmigh ag céim teochta T, is é r {{{{}}}} friotaíocht an fhriotóra theirmigh ag teocht 0 chéim, r {0=100 ω, a =3. B {=-5.
Ó fhoirmle (1), is féidir a fheiceáil go bhfuil íogaireacht an fhriotóra theirmigh PT1 0 0 faoi 0. D'fhonn tionchar fhriotaíocht líne na sreinge nasctha a laghdú ar thoradh an tomhais, úsáidtear an modh droichid trí shreang go ginearálta le haghaidh tomhais. VR =1 V. Taispeántar prionsabal an chiorcaid i bhFigiúr 1. Is é RT an friotóir tomhais teochta, is é r an fhriotaíocht sreinge nasctha, R1, R2, R3 is airm droichid sheasta, r {1= r {2=1 000 ω ω, R {{}}} ω ω ω, is é Vr an t -ionstraim, agus is é V voltage. Sa chiorcad seo, tá trí shreang ceangailte le lámh an droichid braiteora, lámh an droichid friotóra agus deireadh an aschuir faoi seach. Is féidir leis an modh seo an fhriotaíocht RT atá le tomhas a thomhas go héasca. Mar sin féin, in úsáid iarbhír, is minic a bhíonn achar áirithe idir an braiteoir teochta agus an ciorcad tomhais teochta, agus is é an fhriotaíocht sa tsreang nasctha ná 0.1 ~ 0.5 ω/m. Ní féidir neamhaird a dhéanamh ar an earráid tomhais de bharr na frithsheasmhachta sreinge nasctha r.

Mar a thaispeántar i bhFigiúr 1, nuair nach mbreithnítear an fhriotaíocht líne r, is é aschur an droichid ná:, nuair a mheastar an fhriotaíocht líne, aschur an droichid vc=VR (rt+r) ／ (r {1+ rt+r) -vr (r {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} ( Ag glacadh leis go bhfuil an droichead cothromaithe nuair a bhíonn rt {= rx, is é sin, r2rx=R1R3, agus an fhriotaíocht lámh droichid r 1= r {2= r 3= rx {{17} r, nuair a athraíonn RT le △ r, is é sin, is é sin, is é sin, ag rt rt, is é sin, RT {= r+△ r, is féidir an earráid de bharr na frithsheasmhachta líne a bheith ann mar:

Is féidir a fheiceáil go dtéann an fhriotaíocht sreinge R i bhfeidhm ar thoradh tomhais RT, agus ní féidir é a dhíchur go hiomlán ag an gciorcad nialasach. Bunaithe ar an anailís thuas, moltar ciorcad réamh-bheachtais ard-bheachtais trí-sreang voltais ar féidir leis deireadh a chur le hearráidí sreinge go hiomlán.

2 Ciorcad Tomhais Trí-Trí Voltas Voltas Tairiseach

2.1 Prionsabal an Tomhais

Is féidir leis an modh trí-shreang voltais tairiseach a úsáidtear anseo chun friotaíocht a thomhas deireadh a chur le cur isteach ar fhriotaíocht sreinge. Taispeántar a léaráid choibhéiseach scéimreach i bhFíor. Sa chás gurb é RT an friotóir teirmeach. Is é R friotaíocht choibhéiseach na sreinge. Is é VR an voltas tagartha, is é VAD an voltas tagartha den tiontaire A/D, agus is é an fachtóir formhéadúcháin voltais é.

Is féidir an caidreamh bunúsach a fháil ó dhlí Ohm:

Ó fhoirmle (3), is féidir a fheiceáil nuair a bhíonn RV agus VR ar eolas, chun RT a fháil, nach gá ach V2 agus V1 a thomhas, agus níl aon bhaint aige leis an bhfriotaíocht sreinge r. Agus ní bhraitheann cruinneas an tomhais ach ar chruinneas RV agus ar chruinneas tomhais V1 agus V2. Déantar an fhriotaíocht sreinge nach féidir a dhíchur i modh an droichid a dhíchur go hiomlán sa mhodh trí-sreang voltais tairiseach.
Ós rud é go n-ardóidh teocht an fhriotóra theirmigh nuair a théann an sruth tríd, ní mór a earráid féin-théamh féin a bhreithniú, is é sin, ní mór an earráid ardú teochta de bharr an sruth a shreabhann tríd an bhfriotóir teirmeach a bhreithniú. Is é an PT1 {0 a úsáidtear go coitianta {0 tiomáint friotóra theirmigh faoi 1 Ma. Ag céim {0, tá sé comhionann le cumhacht féin-théamh de thart ar 0.1 MW. Agus tú ag tomhas le cruinneas ard, ba cheart an chumhacht féin-théachta a laghdú a thuilleadh chun an earráid féin-théite a laghdú. Anseo, socraítear VR {=2.

2.2 Bearta chun cruinneas tomhais a fheabhsú

Cosúil leis an modh droichid cothromaithe trí shreang, tá na voltais aschuir V1 agus V2 den chiorcad a thaispeántar i bhFigiúr 2 beag i luach, agus ba cheart aimpliú voltais den chéad leibhéal a chur leis roimh chomhshó A/D. De ghnáth cuirtear an voltas tagartha VR ar fáil trí fhoinse voltais tairiseach beacht chun comhartha voltais seasmhach a sholáthar. Ina theannta sin, nuair a roghnaíonn na bogearraí microcontroller algartam cuí agus fad focal i ríomhaireachtaí matamaiticiúla, is féidir neamhaird a dhéanamh den earráid ríofa freisin. Mar sin féin, athróidh an fachtóir aimplithe agus an RV den chiorcad aimplitheoirí ó chomhpháirt go comhpháirt, go háirithe i olltáirgeadh, tá sé deacair cruinneas na gcomhpháirteanna a chinntiú aonfhoirmeacht. Dá bhrí sin, i gcás ciorcad ionchuir ar leith, ní mór an earráid de bharr agus RV a bhreithniú freisin.
D'fhonn deireadh a chur leis an earráid de bharr agus RV, is féidir an modh calabraithe a úsáid chun na luachanna ciorcaid agus RV iarbhír a chalabrú agus a ríomh go huathoibríoch le linn táirgeadh ionstraime. Déantar an dá pharaiméadar seo a thaifeadadh ansin i gcuimhne neamh-so-ghalaithe na hionstraime. Nuair a thomhaiseann an ionstraim teocht, déantar na paraiméadair a léamh agus a ríomh de réir foirmle (1) chun an teocht chruinn tomhaiste a fháil.
Má chuirtear an tsreang is giorra is féidir (ie r =0) in ionad an tsreang fhada i bhFigiúr 2, agus cuirtear friotóir beachtais in ionad an fhriotóra theirmigh RT, is é VAD an voltas tagartha den tiontaire A/D, is é an fachtóir formhéadúcháin voltais an chuid eile, agus fanann an chuid eile gan athrú, ansin: ansin: ansin: má tá:

I bhfoirmle (4), is friotóir beacht é R le luach friotaíochta aitheanta; Is toradh é D ar an tiontú A/D, ar féidir é a léamh go héasca ón bhfeiste taispeána ionstraime; Is voltais tagartha iad VR agus VAD, ar tairisigh iad; an fachtóir formhéadaithe iomlán an chiorcaid; Is é K an fachtóir comhréireach den chomhshó A/D, mar shampla K {=214 le haghaidh tiontaire {14- a/d. Ansin níl ach dhá cheann de na daoine nach bhfuil ar eolas acu agus i bhfoirmle (2). Maidir le ciorcad ionchuir ar leith, má tá dhá fhriotóir beachtais R1 agus R2 le luachanna friotaíochta aitheanta ceangailte leis an gciorcad a thaispeántar i bhFíor 2 le haghaidh calabraithe (nuair a bhíonn siad ag calabrú, déan iarracht R =0 a dhéanamh), is féidir sraith de chothromóidí líneacha dhá varrable a fháil. Dá bhrí sin, i gcás ciorcad ionchuir ar leith, agus is féidir RV a réiteach ó na cothromóidí, agus is iad seo a leanas na torthaí:

Is féidir achoimre a dhéanamh ar an modh calabraithe thuas mar seo a leanas: Tá dhá fhriotóir caighdeánach beachta R1 agus R2 le luachanna friotaíochta aitheanta ceangailte le críochfoirt ionchuir na hionstraime faoi seach, agus laghdaítear friotaíocht na sreinge nasctha oiread agus is féidir. Ag an am seo, déantar na léamha ionstraime D1 agus D2 a thaifeadadh, agus is féidir paraiméadair anaithnid agus RV na hionstraime calabraithe a ríomh trí iad a chur in ionad foirmle (5). In úsáid, moltar an fhoinse tagartha chéanna a úsáid le haghaidh VR agus VAD, ionas go mbeidh ríomh i bhfoirmle (5) neamhspleách ar chruinneas an voltais tagartha. Laghdaíonn an modh seo na difríochtaí idir foinsí tagartha éagsúla, go háirithe an tionchar a bhíonn ag sruth ama agus ag sruth teochta na dtagairtí éagsúla.
2.3 Ciorcad Tomhais
Is é Figiúr 3 an ciorcad ionchuir tosaigh den chóras tomhais teochta ard-bheachtais PT100, ina bhfuil an voltas tagartha PT100 agus an voltas tagartha den tiontaire A/D ICL7135 an fhoinse tagartha voltais chéanna. Tá an dá chomhartha ionchuir tomhais V1 agus V2 de PT100 méadaithe ag an aimplitheoir oibríochtúil céanna (1+ R3/R4) agus ansin cuir isteach an tiontaire A/D. Baintear úsáid as an micrea -sealaíocht K1 le haghaidh roghnú an chainéil. Roinneann an modh seo an t -aimplitheoir oibríochtúil, an tiontaire A/D, agus an fhoinse voltais tagartha, ag laghdú tionchar na ndifríochtaí idir gléasanna éagsúla ar na torthaí tomhais. Tá an toradh comhshó A/D de ICL7135 ceangailte leis an microcontroller i mód sraitheach, ar féidir leis calafort IO an microcontroller a shábháil go mór. Agus an ciorcad á chalabrú, úsáidtear friotóirí caighdeánacha 100Ω agus 300Ω le haghaidh calabraithe, agus stóráiltear na torthaí calabraithe agus RV i EEPROM an chórais microcontroller. I dtomhas iarbhír, tógann an córas microcontroller amach agus RV mar luachanna aitheanta, agus ríomhann sé an luach friotaíochta RT de réir foirmle (3).

2.4 Anailís ar Thástáil Chiorcaid Tomhais

I gcomparáid leis an modh droichid cothrom trí shreang, tá feabhas mór tagtha ar thorthaí braite an chiorcaid seo. Is éard atá i dTábla 1 ná comparáid idir na luachanna frithsheasmhachta caighdeánacha arna dtomhas le dhá mhodh dhifriúla. Ina measc, is é r an fhriotaíocht líne.

Is féidir a fheiceáil ó Thábla 1 go bhfuil earráidí móra ag torthaí tomhais theoiriciúla an mhodha droichid chothromaithe trí shreang, agus go bhfuil an earráid de bharr an mhéadaithe ar fhriotaíocht na líne níos mó. De réir mar a mhéadaíonn luach friotaíochta an fhriotóra theirmigh atá le tomhas, méadaíonn an earráid absalóideach freisin. I dTábla 1, is é an earráid absalóideach ná 2.57% nuair a bhíonn an fhriotaíocht tomhaiste RT =300 ω agus an fhriotaíocht líne r =20 ω. Tá earráid iomlán de {0. 3 Ω ag torthaí tomhais iarbhír an mhodha trí-sreang feabhsaithe a úsáidtear sa pháipéar seo agus earráid choibhneasta ± 0. 1% laistigh den raon sonraí tomhaiste. Níl an tiontaire A/D a úsáidtear sa chiorcad coibhéiseach ach le cruinneas comhshó a/d 14-. Má úsáidtear tiontaire A/D níos airde, is féidir cruinneas tomhais níos airde a bhaint amach. Sa ionstraim iarbhír um thomhas teochta an fhriotóra theirmigh, tá sé riachtanach freisin clár gaolmhar a chur leis a athraíonn an fhriotaíocht tomhaiste isteach sa teocht chomhfhreagrach. Is é sin, tar éis RT a thomhas, is féidir an luach teochta iarbhír a réiteach go cruinn trí fhoirmle (1).

3 Conclúid

Úsáidtear an modh droichid cothrom trí shreang go forleathan i dtomhas an fhriotóra theirmigh, ach tá fadhb ann nach féidir deireadh a chur leis an earráid tomhais de bharr an fhriotaíochta luaidhe braiteora. Déanann an páipéar seo anailís ar na fadhbanna atá ann sa mhodh droichid cothrom chun friotóirí teirmeacha a thomhas, molann sé modh tomhais trí shreang voltas voltais, déanann sé anailís ar na cúiseanna agus ar fhachtóirí na n-earráidí ciorcaid tomhais, a fhaigheann agus a bhunaíonn an paraiméadair tionchair agus foirmlí an fhrithsheasmhachta le tomhais agus dearadh a thomhas, agus dearadh a thomhas mar chomhchruinniú mar a thomhas mar a thomhas mar a thomhas mar a thomhas mar a chomhdhlúthú mar a thomhas mar a chomhléiriú mar a chomhdhlúthú mar a dhéantar é a thomhas. Ciorcad le microcomputer aon-sliseanna. Ar deireadh, déantar cruinneas tástála an chiorcaid deartha a thástáil agus a chinneadh. Taispeánann an tástáil, nuair a thomhaiseann an modh droichid cothrom trí shreang an luach friotaíochta caighdeánach de 1 0 0 ~ 300Ω agus gurb é an fhriotaíocht líne ná 0 ~ 20Ω, sroicheann an earráid tomhais **** 2.57%, cé nach bhfuil an earráid tomhais chothrom trí shrian ach ± ​​0.1%. Dá bhrí sin, faightear ciorcad tomhais friotóra teirmeach trí-shreang ard.