Вход

Электронный термометр на основе терморезистора

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 342245
Дата создания 07 июля 2013
Страниц 17
Мы сможем обработать ваш заказ 30 января в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
970руб.
КУПИТЬ

Содержание

Содержание
Техническое задание
Введение:
Анализ Технического задания (вспомогательные таблицы)
Структурная схема устройства
Рассчёт принципиальной схемы
Элементная база
Передаточная функция
Выводы.
Литература.


Введение

Электронный термометр на основе терморезистора

Фрагмент работы для ознакомления

Значение
A
0,001130151
B
0,000234011
C
0,000000088
Используя эти коэффициенты по измеренному значению сопротивления можно вычислить температуру. Точность полученного значения температуры будет +/-0.2°С.
Это достаточно точный и дорогой терморезистор. Он был использован в примере, чтобы проще было изложить суть метода измерения. Такой же пример можно реализовать с использованием более дешевого терморезистора двумя различными способами:
1 • Измерить сопротивление определенного терморезистора при трех различных температурах, и вычислить его индивидуальные коэффициенты Стейнхарт-Харта. Полученные данные использовать при расчетах микроконтроллера.
2 • Использовать стандартные коэффициенты Стейнхарт-Харта, и калибровать уже законченное изделие при финальных испытаниях.
Эталонный резистор
Самое точное измерение получается при выполнении условия:
(5)
Когда уравнение выполнено, значения напряжений на каждом из двух резисторов соответствуют половине полного диапазона доступного для измерения АЦП. Соответственно, точность полученных чисел будет на 1 бит меньше разрядности АЦП. Если, к примеру, одно сопротивление в 4 раза больше другого, то величина напряжения на первом резисторе соответствует 80% всего диапазона напряжения АЦП, а величина напряжения на втором резисторе соответствует 20% диапазона. При этом 80% диапазона АЦП соответствуют уменьшению точности на 1/3 бита, а 20% соответствуют уменьшению точности на 2 бита от полной разрядности АЦП.
Главная проблема в том, что сопротивление терморезистора в зависимости от температуры изменяется в десятки раз, что ведет к разбросу погрешности. Это видно из таблицы 1.
В нашем примере значение сопротивления эталонного резистора выбрано 10 кОм, для получения максимальной точности при 25°С. При использовании 13 разрядного АЦП, Когда уравнение (5) выполнено, значения напряжений на каждом из двух резисторов соответствуют половине полного диапазона доступного для измерения АЦП. Соответственно, точность полученных чисел будет на 1 бит меньше разрядности АЦП. Если, к примеру, одно сопротивление в 4 раза больше другого, то величина напряжения на первом резисторе соответствует 80% всего диапазона напряжения АЦП, а величина напряжения на втором резисторе соответствует 20% диапазона. При это 80% диапазона АЦП соответствуют уменьшению точности на 1/3 бита, а 20% соответствуют уменьшению точности на 2 бита от полной разрядности АЦП.
Главная проблема в том, что сопротивление терморезистора в зависимости от температуры изменяется в десятки раз, что ведет к разбросу погрешности. Это видно из таблицы 1.
В нашем примере значение сопротивления эталонного резистора выбрано 10 кОм, для получения максимальной точности при 25°С. При использовании 13 разрядного АЦП точность получаемых значений сопротивления терморезистора в зависимости от температуры можно увидеть в таблице 3.
Таблица 3: Коэффициенты Стейнхарт-Харта для терморезистора YSI44016
°С
Rthermistor, Oм
Rthermistor, разрешение АЦП, бит
Rreference, Oм
Rreference, разрешение АЦП, бит
-40
336,500
13
10,000
8
25
10,000
12
10,000
12
80
1,255
10
10,000
13
С учетом 1% допуска сопротивления терморезистора, 8 битное значение можно считать адекватным.
Более точное значение можно получить, используя более точный АЦП или несколько эталонных резисторов. На рисунке 2 показана блок схема с использованием нескольких эталонных резисторов.
Рисунок 2: Схема с переключаемыми эталонными резисторами.
Когда отключен Buf0, а Buf2 работает, в качестве эталонного резистора используется Rref1. Когда отключен Buf2, а Buf0 работает, в качестве эталонного резистора используется Rref1+Rref1.
В нашем примере использована архитектура изображенная на рисунке 1. Значение эталонного резистора выбрано 10 кОм. Поскольку погрешность терморезистора составляет 1%, достаточно выбрать эталонный резистор с точностью 0,1%, которой достаточно что бы исключить вносимую им погрешность.
Преобразование сопротивления в температуру
После измерения сопротивления терморезистора, полученное значение необходимо преобразовать в значение температуры. Это можно выполнить двумя способами:
1 • Подставить значение сопротивления в уравнение Стейнхарт-Харта и вычислить температуру. Этот подход дает большую точность, но требует выполнения математических операций с плавающей запятой.
2 • Используя коэффициенты Стейнхарт-Харта, вычислить таблицу соответствия температуры к сопротивлению, для всего требуемого диапазона измерений. Эта таблица может состоять из целых чисел. Более точное значение можно получить путем интерполяции между числами из таблицы. Преимущество этого подхода в
1 большем быстродействии, а недостаток в необходимости большого пространства ПЗУ для хранения таблицы.
Оба подхода могут быть использованы, и какой из них более удобен, остается на усмотрение конструктору. В данном примере использованы оба метода.
Расчет принципиальной схемы

Список литературы

Литература:

1.Дж Рутковски Интегральные операционные усилители.
2.В. С. Гутников Интегральная электроника.
3. Килочек Д. Проектирование на программируемых системах на кристалле PSoC Cypress // Компоненты и технологии. 2006. № 4, 6, 8, 12.
4. www.cypressmicro.com.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2023