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股票配资世界測溫中的線性補償與放大技術的分析與探讨

来源:www.mjpawn.com作者:發表時間:2017-09-20

 【 摘要 】股票配资世界是作为常用的溫度檢測元件之一,在溫度測量過程中,具有較高的精準度。在用股票配资世界測溫時 ,要注意兩個方面:一是對若幹被測點作经常性反複測量時 ,如何對參考點可能的溫度變化作出自动補償 ,從而使參考點的溫度保持在 0℃。第二個就是在用股票配资世界作高靈敏度溫度測量時,如何将微弱的電流信号進行放大。本文對股票配资世界測溫中的線性補償與放大技術進行了簡要分析和探讨。

 
1 引言
        股票配资世界作为工业上常用的測溫元件,具有構造簡單、使用方便、測溫範圍廣、上限值大、精度高等特點。用股票配资世界測量溫度時,需要注意二個方面的問題:一是對若幹被測點作经常性反複測量時,如何對參考點可能的溫度變化作出自动補償,從而使參考點的溫度保持在 0℃。第二個就是在用股票配资世界作高靈敏度溫度測量時,如何将微弱的電流信号進行放大。
 
2 股票配资世界工作原理
        股票配资世界測溫系統的測溫原理股票配资世界溫度計由股票配资世界、電測儀表和連接導線組成,其測溫原理基于物理学中“熱電效應”現象,就是把任意兩種不同的導體(或半導體)連接成閉合回路,如果兩個接點的溫度不同,在回路中就會産生熱電勢,形成熱電流,这就是“熱電效應”。股票配资世界溫度計就是利用該原理,把兩種不同的金屬材料一端焊接而成的,焊接的一端叫測量端(也叫熱端或工作端),未焊接的一端叫參考端(也叫冷端或自由端),如果參考端的溫度恒定不變,則熱電勢的大小和方向就隻與这兩種材料的特性和測量端的溫度有關,且熱電勢和溫度之間有一個固定的函數關系,利用这個關系,隻要測量出熱電勢的大小,再配以測量毫伏級電勢信号的儀表或變送器就實現了溫度的測量或溫度信号的變換。
 
        在進行溫度測量時,将股票配资世界熱端插入被測溫的設備或管道中,使其熱端感受被測介質的溫度,其冷端置于恒定的溫度之下,并用連接導線連接電氣測量儀表。根據股票配资世界基本定律之一的中間導體定律,在股票配资世界回路中接入第三種金屬材料時,隻要該材料兩個接點的溫度相同,股票配资世界所産生的熱電勢将保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在股票配资世界測溫時,可接入測量儀表,測得熱電动勢後,即可知道被測介質的溫度。
 
        将兩種符合一定要求的不同材料的導體或半導體 A 和B 的任意一端焊接在一起就構成了股票配资世界。組成股票配资世界的導體或半導體稱为熱電極,被焊接的一端插入測溫場所,稱为工作端,另一端稱冷端。當兩端溫度不相同時就會有熱電勢産生,它是測量溫度的感溫元件,将溫度信号轉換为電信号再由儀表顯示出来。股票配资世界是利用熱電效應(塞貝克效應)工作的,工作原理見圖1,由兩種不同的金屬導體A和B組成閉合回路,當兩端結點溫度不同(設为t和 t 0 ,其中t为股票配资世界測量端溫度,t 0 为參比端即冷端溫度),則回路内将産生熱電动勢 E AB (t,t 0 )。熱電勢的大小隻與股票配资世界導體的材料以及兩端的溫差有關,t與 t 0的溫差越大,熱電勢越大,與股票配资世界導體的長度、直徑等無關。
股票配资世界工作原理圖
3 股票配资世界冷點補償原理
        由股票配资世界測溫原理可知,熱電勢的大小與股票配资世界兩端的溫度有關。隻有當股票配资世界冷端溫度保持不變時,熱電勢才是被測溫度的單值函數。因此,要準确地測量溫度,必須使其參考端溫度恒定,股票配资世界冷端最好應保持0℃,一般固定在0℃,而在現場條件下使用的儀表則難以實現,因此必須對其參考端進行溫度補償修正,以确保溫度測量的準确性。
 
        測溫的目的是測得以0℃为基準的測量端即熱端溫度t,而股票配资世界輸出熱電勢 E AB (t,t 0 ) 反映的是相對于冷端溫度的熱端溫度,隻有将冷端置于冰水混合液中,才能使冷端溫度 t 0 不受環境溫度的影響始終保持0℃,此時熱電勢 E AB (t,t 0 ) 對應于标準分度表的溫度才是測量點即熱端的溫度。而在實際工程應用中,很難保證这樣的條件,这也是股票配资世界測溫過程中需要冷端補償的原因和意義。根據中間溫度定律,
 
        由式(2)可知,隻要将實測熱電勢 E AB (t,t 0 ) 加上冷端修正熱電勢
 
        即可得到股票配资世界測量端熱電勢 E AB (t 0 ,0),通過查标準溫度表即可得到熱端溫度 t,或者冷端處于恒溫環境,即 t 0 已知的情況下,也可以方便地測得熱端溫度 t。这種通過修正熱電勢 E AB (t 0 ,0) 或 t 0 進而得到熱端溫度 t 的過程即为股票配资世界的冷端溫度補償。
股票配资世界的分度号與測溫範圍關系表
4 股票配资世界測溫中的線性補償
        股票配资世界溫度信号非線性是比較大的,如 B 偶,從 0℃升高到 1800℃,熱電勢從 0mV 變化到 13.585mV,每 100℃熱電勢增加最大的約为最小的 8 倍。B 偶的最大輸出熱電勢隻有 13.585mV,而且當溫度升高到約 1700℃時,該增加值下降。其它股票配资世界都存在類似的問題,盡管稍有不同。这又給線性化增加了難度。從这一特性出發,股票配资世界溫度信号的線性化主要有如下幾種方法。
(1)單反饋法
        利用負反饋,可以改善其線性,但是很有限。幾種非線稍小的股票配资世界,可以采用这種方法,特别是在溫區要求不寬的情況下。有時,由于在其一溫區有精度要求,那麼就在該溫區對信号進行調理,达到要求的目标;在其它溫區可以放寬精度要求,甚至不要求,隻作監視用。
(2)折線近似法
        这是一種對非線性較大的信号處理的較好的方法。處理得好可以达到較高的精度。这種方法普遍适用于各種股票配资世界的整個正信号溫區。
折線近似法
        該種方法的電路原理圖如圖 2 所示。該電路的工作過程是:當輸入的電壓信号較低時,IC 1 中的反相端電壓較同相端 (A) 低得多(同相端的電壓大小是根據線性化要求設定的,B 點同樣),IC 1 的輸出端電壓較高,D 1 截止。當輸入信号電壓接近IC 1 的同相端時,IC 1 的輸出逐漸降低,随之,D 1 逐漸導通,V 4 逐漸增大,直到 V 4 接近 A點電壓为止。这就有效地限制了股票配资世界信号迅速增加,降低了非線性。IC 2 的工作過程與此類似,不同的是B點電位比A點高。當輸入電壓在A點電壓以下時,D 2 截止,IC 2 不工作;隻有當輸入電壓高于A點電壓或接近B點電壓時IC 2 才工作。工作過程與IC 1 相同。所用折線的段數是根據精度要求決定的。對于股票配资世界信号處理来說,有三段就可以使精度达到 0.5% 以上。
 
5 股票配资世界測溫中的放大技術
        AD8494/AD8496/AD8497 股票配资世界放大器为股票配资世界溫度測量提供了有效可行的放大技術。这些放大器解決了股票配资世界測量的許多困難。集成溫度傳感器執行冷結補償。固定增益儀表放大器放大股票配资世界的小電壓,以提供 5mV/℃輸出。表 2 顯示了基準結上 0℃和 50℃各種組合的 J 型股票配资世界電壓示例和 AD8494 放大股票配资世界電壓并補償基準結溫變化,從而消除誤差的性能。
J 型股票配资世界電壓和 AD8494 對數
        圖 3 顯示了 AD849x 電路的框圖。AD849x 包括一個低失調、固定增益儀表放大器和一個溫度傳感器。
 
6 結語
        綜上所述,用股票配资世界作溫度測量時,必須解決好線性補償和數據放大問題。第一,針對若幹被測點作经常性反複測量時不容易使參考點的溫度保持在 0℃的問題,可通過對參考點可能的溫度變化作出自动補償從而使問題簡單化。第二,針對在用股票配资世界作高靈敏度溫度測量時如何把微弱的直流電壓信号進行放大的問題,可通過先将直流電壓調制成交流信号,经放大後再解調還原成直流,并通過AD8494/AD8496/AD8497 股票配资世界放大器對電流信号進行放大来解決。可以預見,随着科学技術的不斷發展,股票配资世界測溫的精度會得到更大的提高。