Измеритель температуры плавления сплавов

( 1 Vote ) 
Категория: ИКТМ 2015 Просмотров: 482

УДК 669.162.275:669-154

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ СПЛАВОВ
Т.В. Чебыкина, ст. преподаватель, М.В. Олифир*. студент гр. 354М
Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е.Жуковского «ХАИ»

Цель работы - разработка цифрового измерителя температуры, применяемого для измерений и контроля качества различных металлов и сплавов. Температура является одной из важнейших величин, характеризующих процесс плавления, поэтому такой прибор необходим на предприятиях металлургической, машиностроительной, химической, военной, строительной и др. отраслях промышленности. Были проведены теоретические исследования влияния высокой температуры на механические свойства и работоспособность чувствительного элемента датчика; линеаризация характеристики измерителя температуры из-за замены измерительной мостовой схемы делителем напряжения.
Принцип действия цифрового измерителя температуры основан на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводниковых материалов от температуры. В качестве первичного преобразователя применён терморезистор, достоинствами которого являются высокая точность, широкий диапазон измерения температур и простота схемы, а недостатком - необходимость дополнительного источника питания.
Структурная схема измерителя температуры состоит из: первичного измерительного преобразователя (терморезистора РТ-1000 и делителя напряжения), операционного усилителя, АЦП (микроконтроллер ATmega 128) и дисплея. В схеме производятся все стандартные преобразования: температура —> напряжение —> цифровой код —*■ температура. Разработан вторичный источник питания с выходным напряжением ±5 В.
Для заданного диапазона измерения температур 100...800 °С была выполнена линеаризация характеристики преобразования датчика методом наименьших квадратов для модели 1-го порядка и получены следующие результаты:
расчётное значение аддитивной составляющей погрешности составило 0,6214 %, нормированное - 0,8 %;
нормированное значение мультипликативной составляющей -
о л ъ
оценка дисперсии условных уравнений - 0,0027 В2;
приведенная погрешность нелинейности - 0,015 %.
Полученные расчёты показывают, что выбранная линейная модель 1-го порядка адекватна и полностью удовлетворяет требование по точности для разработанного измерителя температуры плавления сплавов.
Научный руководитель - cm. преподаватель кафедры 303 Т.В. Чебыкина.