Методика расчета измерительного моста

Измерительные преобразователи П282А находят широкое применение в нефтехимической промышленности.

Расчет измерительного моста производится для приборов П282А и П282В, работающими с термосопротивлениями, подключенными к преобразователю по 3-х проводной схеме.

Рис.2.1.

 

Датчик ТС включается в одно из четырех плеч моста, расположенного на плате А-790 (см. рис.2.1.). Нижними плечами моста являются резисторы R8 и R10, по 4 кОм. В одно из верхних плеч включается термометр сопротивления по трехпроводной схеме к контактам 3,6 и 7, а в другое - верхнее плечо моста, параллельно включенные R7, R9, R11, R12, R14, R19, R20, R22, R24, R26, R30, значения которых даны в таблице 1.

Расчет моста сводится к определению сопротивления датчика в точке, соответствующей началу шкалы (по градуировочной таблице, для ТС) и набору резисторов равных по величине из вышеуказанных (табл. 1).

 

Последовательность выполнения расчета:

Определяется значение сопротивления в начале шкалы по градуировочной таблице R_НАЧ.

Определяется проводимость ТС в начальной отметке шкалы

1/R_НАЧ

Определяется набор параллельно соединенных резисторов, проводимость которых максимально приближена к проводимости ТС.

Определяется набор перемычек на панели ХР2 платы Ф-790, обеспечивающих указанную проводимость.

Расчет выходного напряжения моста.

Расчет коэффициента усиления усилителя.

 

Пример расчёта моста для термопреобразователя

сопротивления ТС 50 0÷400 ^оС.

 

Определяется по градуировочной таблице (ГОСТ 6651-84) значение сопротивления датчика

при 0^оС оно 50 Ом.

Определяется проводимость датчика

1/R₀=1/50=200·10^-4

 

Определяется набор резисторов по таблице 1

1/R14+1/R20+1/R22+1/R24+1/R26+1/R30=197,906·10^-4

Для обеспечения указанной проводимости нужно переставить перемычки

на панели ХР2 2-10, 4-12, 5-13, 6-14, 7-15, 8-16.

 

 

Пример расчёта моста для шкалы ТСМ 100М от –25 до

+25 ˚С

По градуировочной таблице для –25 ˚С это 89,27 Ом.

1/R=112,0197·10^-4.

 

Выбирается соответственно проводимость резисторов по таблице 1

1/R19+1/R20+1/R24+1/R26+1/R30=111,0107·10^-4.

На панели ХР2 надо поставить перемычки 3-11, 4-12, 6-14, 7-15, 8-16.

Определяется набор резисторов (по таблице 2).

(U_вх=21,1177; ; )

Выбираются перемычки ХР4 8-16, 7-15, 4-12, 6-13.

Таблица 1

 

R (Ом)	1/R*10^-4	Перемычка	Панель
R67 2490	4,016064	8-16	XP 4
R66 1240	8,064516	7-15	XP 4
R65 626	15,97444	6-14	XP 4
R64 312	32,05128	5-13	XP 4
R63 156	64,10256	4-12	XP 4
R62 78,7	127,0648	3-11	XP 4
R61 39,2	255,1020	2-10	XP 4
R60 19,6	510,2040	1-9	XP 4

 

Расчет выходного напряжения моста

Выходное напряжение моста определяется по формуле:

U_В=I·(R_Tmax-R_Tmin)·4·10³Ом/(R_tmax+R_tmax+8·10³Ом),

где I=2mA, ток через измерительный мост.

R_Tmin- значение сопротивления ТС при минимальной измеряемой температуре.

R_Tmax- значение сопротивления ТС при максимальной измеряемой температуре.

 

Пример1:

Данные для расчета: градуировка преобразователя ТСП 100П, пределы измерения 0-400 ˚С.

Определяется по градуировочной таблице для ТСП 100П сопротивление для температуры Т′, где Т′ равно

 

R_Tmin по градуировочной таблице для -4º= R_Tmin=98,41 Ом

R_Tmin по градуировочной таблице для 400 ˚С

 

R_Tmax=249,36 Ом.

Определяем выходное напряжение моста

Пример 2:

Данные для расчета: градуировка преобразователя ТСМ 100М, предел измерения от -25 до +25˚С.

 

R_Tmin=89,055Ом. для t = –25˚С

R_Tmax=110,7Ом. для t = 25˚С

 

 

 

Таблица 2

 

R	R(om)	1/R*10^-4	Перемычка	Панель
R30		1,577287	8-16	ХР2
R26		2,487562	7-15	ХР2
R24		5,494505	6-14	ХР2
R22		15,03759	5-13	ХР2
R20		34,24657	4-12	ХР2
R19		67,2043	3-11	ХР2
R14	71,91	139,0627	2-10	ХР2
R12	36,38	274,8763	1-9	ХР1
R11	18,2	549,4505	6-14	ХР1
R9		1111,111	5-13	ХР1
R7	17,28	578,7037	4-12	ХР1

Расчет коэффициента усиления усилителя.

 

Расчет выполняется по формуле:

где R_o.c - сопротивление обратной связи УПТ, всегда равное 5050 Ом (R59 на плате А-790)

 

R_Σ- суммарное напряжение УПТ, которое набирается путем

 

параллельного включения резисторов ХР3.3 и ХР4 платы А-790.

U- выходное напряжение УПТ, равное 1000 мВ.

U_вх- входное напряжение УПТ мВ, равное выходному напряжению моста.

Расчет коэффициента усиления УПТ сводится к определению необходимого набора R_Σ.

Определяется

Определяется

Определяется проводимость 1/ R_Σ

Выбираются перемычки ХР4 8-16, 7-15, 4-12, 6-13.

Пример 3: Рассчитать коэффициент усиления и подобрать резисторы для усилителя, для датчика ТСМ 100М, шкала от -25 до +25˚С и входной сигнал.

U_В=21,1177 мВ

,где 1000мВ – выходной сигнал усилителя

,где 5050=R_ос усилителя

МЕТОДИКАРАССЧЕТА СХЕМЫ ТЕРМОКОМПЕНСАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ П282

Рассматриваются 2 варианта расчета:

1) для термопар не требующих термокомпенсации холодных спаев;

2) с коррекцией на температуру окружающей среды.

В каждом варианте подбор кодирующего сопротивления зависит от диапазона термопар.

Расчет параметров – это расчет мостовой схемы термокомпенсации, которая подключается последовательно с выходным сигналом термопары.

Рис.3.1.