ЛР3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего

образования

«Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Институт «Микроприборов и систем управления» (МПСУ)

Кафедра «Информатика и вычислительная техника» (ИВТ)

Лабораторная работа №3

по дисциплине

«Датчики физических величин»

Тема: «Исследование датчиков температуры.»

Цель работы: ознакомление с принципом работы датчиков температуры.

Продолжительность работы: 3 ч.

Аппаратура: нагревательный элемент – резистор ПЭВ-25 10 Ом 5%; термометр спиртовой ТБ-3-М1; термистор B57164-K 103-J, 10 кОм, 5%; термопара К-типа (Хромель-алюмель); штатив; лабораторный стенд NI ELVIS; персональный компьютер.

Выполнили студенты группы ИВТ-31:	Аргунов Артём Владимирович Плотников Егор Андреевич Никитина София Геннадьевна
Преподаватель:	Страчилов Максим Васильевич

Выполнение работы

1. Исследование термистора

Собрали рабочее место согласно схеме, где в качестве исследуемого датчика установили термистор (рис.1).

Рис.1. Экспериментальная установка.

На макетной плате стенда ELVIS собрали схему моста с автобалансировкой (рис.2).

Рис.2. Эскиз моста с автобалансировкой.

С выключенным питанием макетной платы подключили выводы нагревательного элемента к клеммам источника +5В на макетной плате.

2. Определение передаточной характеристики

Включили питание макетной платы. Установили резисторы номиналом 10 кОм. Отслеживая температуру, занесли текущие значения выходного напряжения измерительной схемы (таблица 1).

	25	30	35	40	45	50	55	60
	1,385	1,403	1,421	1,435	1,453	1,467	1,488	1,511
	3243,902	3156,098	3068,293	3000,000	2912,195	2843,902	2741,463	2629,268

Таблица 1. Значения выходного напряжения измерительной схемы.

3. Линеаризация характеристики

Установили параллельно термистору линеаризующий термистор кОм. Зафиксировали полученные значения (таблица 2).

	25	30	35	40	45	50	55	60
	1,428	1,443	1,456	1,469	1,484	1,500	1,534	1,555
	4060,936	3930,923	3819,936	3710,484	3586,061	3455,497	3185,185	3022,901

Таблица 2. Значения выходного напряжения при линеаризующем резисторе.

4. Исследование явления самопрогрева

Установили резистор схемы с автобалансировкой номиналом 1 кОм. Зафиксировали полученные значения (таблица 3).

	25	30	35	40	45	50	55	60
	1,413	1,430	1,446	1,463	1,477	1,496	1,513	1,524
	310,732	302,439	294,634	286,341	279,512	270,244	261,951	256,585

Таблица 3. Значения выходного напряжения при .

5. Обработка экспериментальных данных

На основе полученных значений рассчитаем соответствующие значения сопротивления термистора. Для этого, воспользуемся формулами:

Из (1), (2), (3) получим:

Значение в таблице рассчитывается по формуле (4).

Расчёт аппроксимирующей функции

Возьмём значения из первого эксперимента при 35 и 55 :

Рассчитаем коэффициент β:

Т.к. значение вышло небольшим, возьмём паспортное значение:

Рассчитаем аппроксимирующую функцию:

Во втором эксперименте появляется линеаризующий термистор . Формула будет выглядеть следующим образом:

Для третьего эксперимента , поэтому воспользуемся следующей формулой:

Совмещенные графики трёх экспериментов

Ошибка определения температуры

Ошибка определения температуры, обусловленная явлением самопрогрева термистора:

	25	30	35	40	45	50	55	65
Ошибка , кОм	2933,17073	2853,65854	2773,65854	2713,65854	2632,68293	2573,65854	2479,51220	2372,68293

Значения термочувствительности

Расчёт термочувствительности при 40 определяется по формуле:

Передаточная характеристика термистора	Явление самопрогрева	Линеаризация	Аппроксимирующая функция
0,002406739	0,002359047	0,001914099	-0,03327875

Вывод: исследовали датчики температуры, термистора. Нашли передаточную характеристику термистора в разных температурных условиях. Изучили явление самопрогрева и линеаризацию за счёт резистора.