Розв’язування.

1.Визначимо коефіцієнт мультиплікативного зменшення вихідного сигналу чутливого елемента при збільшенні оточуючої температури на 10 С за формулою:

, (8)

де р=0,006.

Отримаємо: п=0,994.

2. Знайдемо значення сигналу при 60 С як

(мВ), (9)

3. Вибираємо структурний метод компенсації з метою збільшеня отриманого в п.2 сигналу в 1/n разів. Схема спряження приведена на рис. 3.

Рис. 3. − Схема спряження і температурної структурної компенсації від впливу оточуючої температури для термоанемометричного чутливного елемента.

4. Вихідний сигнал схеми спряження визначатиметься за формулою:

, (10)

де R_t - температуро залежний резистор з додатнім температурним коефіцієнтом опору. Як видно з формули (10), зменшення U_c при зростанні температури буде компенсуватись ростом опору зворотного зв"язку (R_t+R₂) операційного підсилювача.

5. Для вибору температурного коефіцієнта  для опору зворотного зв"язку (R_t+R₂) спочатку розглянемо варіант схеми при відсутньому R₂. Тоді з виразів (9) і (10) з огляду на (5) можна записати, що:

(11)

Рішаючи рівняння відносно , отримаємо:

, (12)

Підставивши числові значення, знаходимо небхідний додатній температурний коефіцієнт опору :

(1/ С)  0,00427 (1/ С).

Оскільки отриманий небхідний додатній температурний коефіцієнт опору  є значно меншим, ніж температурний коефіцієнт мідного опору, то його чутливість повинна бути зменшена при допомозі резистора R₂.

6. Використовуючи схему спряження в приведеному на рис. 3 вигляді, вираз (11) буде представлений як:

, (13)

Рішаючи рівняння (13) відносно R₂, отримаємо:

, (14)

Вибираємо значення R_t0 - температуро залежного резистора з додатнім температурним коефіцієнтом опору з огляду його технологічності за аналогією попередньої задачі : R_t=50=90,000 Ом. Значення температуро залежного резистора при оточуючій температурі 60 С становитиме:

(Ом).

Підставивши числові значення у формулу (14), отримаємо:

(Ом).

Даний резистор повинен бути прецизійним. Тому вибираємо на підставі довідникових даних R₂=426 Ом, як: С2-29В-0,125-426 Ом.

7. Наступні елементи схеми спряження розраховуємо з огляду рівності сигналів:

(мВ),

що досягається при:

, (15)

Тобто, з виразу (15) знаходимо значення резистора R₁ , що разом з іншими резисторами задає коефіцієнт перетворення схеми спряження:

(Ом).

Даний резистор теж повинен бути прецизійним. Тому вибираємо на підставі довідникових даних R₁=516 Ом, як: С2-29В-0,125-516 Ом.

8. В якості операційного підсилювача вибираємо мікросхему з малим температурним дрейфом, наприклад, КР 140 УД17.

9. Зробимо оцінку ефективності рекомендованої температурної компенсації. Для цього порівняємо температурну похибку, що мала місце до компенсації і після неї.

Вихідний сигнал схеми спряження визначатиметься за формулою (10). За цією формулою знайдемо значення сигналів на виході схеми спряження при двох заданих оточуючих температурах t=50 C і t=60 C:

(мВ);

(мВ);

Похибку знайдемо за формулою (7):

.

Незначна температурна недокомпенсація може бути ще зменшена шляхом підвищення чутливості схеми, тобто достатньо незначно зменшити R₂ . Наприклад, при R₂=420 Ом, як: С2-29В-0,125-420 Ом матимемо (Ом);

(мВ);

,

що відповідатиме перекомпенсації такого ж самого рівня. Тому рекомендується вибрати: R₂=422 Ом і R₁=512 Ом.