Определение статической характеристики по каналу первичный преобразователь - схема включения

Принципиальная схема термокондуктометрического газоанализатора приведена на рисунке 2.

В плечи измерительного неуравновешенного моста включены одинаковые терморезисторы 5; два из них размещены в рабочих камерах 1 и 3, через которые проходит анализируемый газ, и включены в противоположные плечи моста, а два других размещены в сравнительных камерах 2 и 4, заполненных или продуваемых сравнительным газом известного и постоянного состава (например, воздухом).

Если анализируемая газовая смесь отличается по теплопроводности от сравнительного газа, то температура, а следовательно, и сопротивление терморезисторов в рабочих камерах отличаются от температуры и сопротивления терморезисторов в сравнительных камерах. Сила тока в диагонали моста зависит от величины разбаланса моста, т.е. от содержания искомого компонента в газовой смеси. Для неуравновешенного моста сила тока в диагонали

где I0 — сила тока питания моста; R — сопротивление терморезисторов 5; DR — изменение сопротивлений плеч моста в рабочих камерах 1 и 3; RмВ — сопротивление милливольтметра.

Из этого уравнения видно, что измерения следует проводить при I0 = const, так как только в этом случае I однозначно зависит от DR, т.е. от содержания искомого компонента в газовой смеси.

Зависимость силы тока в диагонали моста от температур терморезисторов и стенок измерительных камер выражается уравнением

I = k [(Тн – Тст) – (Тн0 – Тст0)],

где k — постоянная прибора; Тн —абсолютная температура терморезистора в рабочей камере; Тст — абсолютная температура стенки внутри рабочей камеры; Тн0 — абсолютная температура терморезистора в сравнительной камере; Тст0 — абсолютная температура стенки внутри сравнительной камеры.

Это уравнение можно представить в виде

I = k [(Тн – Тн0) – (Тст – Тст0)],

Отсюда следует, что измерение содержания анализируемого компонента возможно лишь при условии равенства температур стенок внутри рабочих и сравнительных камер, т.е. при Тст – Тст0 = 0. в этом случае справедлива однозначная зависимость силы тока в диагонали измерительного моста от температуры терморезистора в рабочей камере I = f (Тн).

Для преобразования изменения сопротивления нити в напряжение наиболее часто используется мостовая измерительная схема (схема включения).

Статическая характеристика по каналу первичный преобразователь - схема включения представляет собой зависимость напряжения в измерительной диагонали мостовой схемы от концентрации определяемого компонента газовой смеси в установившемся режиме.

lх – теплопроводность водорода, Вт/(м×К).

lх=0,17172 Вт/(м×К).

Рисунок 3 – Статическая характеристика для датчика термокондуктометрического газоанализатора

Определим коэффициент передачи усилителя. Он рассчитывается по следующей формуле:

,

где — максимальное напряжение, которое подается на вход АЦП; принимаем = 5В;

— максимальное напряжение мостовой схемы. Это значение находим по графику статической характеристики .

При Сх = 0,8

= 8,95*10-3В.

Находим коэффициент передачи усилителя

Так как КП > 100, используем двухкаскадный усилитель, принципиальная электрическая схема которого представлена в Приложении А.

Для такой схемы