Запис Детальніше

Вдосконалення двопровідних терморезистивних перетворювачів з комутаційним інвертуванням зразкових струмів

Електронний науковий архів Науково-технічної бібліотеки Національного університету "Львівська політехніка"

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Вдосконалення двопровідних терморезистивних перетворювачів з комутаційним інвертуванням зразкових струмів
Improvement of two-conductor thermoresistive converters with commutative inverting of sample currents
 
Creator Бойко, Оксана
Boyko, Oksana
 
Contributor Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького
 
Subject терморезистивний перетворювач
температура
метод комутаційного інвертування
thermoresistive transducer
temperature
method of commutation inverting
терморезистивный преобразователь
температура
метод коммутационного инвертирования
536.5
 
Description Вдосконалено метод компенсації впливу опорів ліній зв’язку в двопровідних терморезистивних
перетворювачах на основі комутаційного інвертування зразкового вимірювального струму. Для збільшення
швидкодії та зменшення впливу перехідних комутаційних процесів застосовано аналогові запам’ятовувальні
пристрої на входах ліній зв’язку. Розроблено структурну і принципову схеми терморезистивного
перетворювача. Проаналізовано залежності коефіцієнта послаблення впливу опорів ліній зв’язку від похибки
зразкових струмів. Коефіцієнт послаблення впливу опорів ліній зв’язку за відносної похибки зразкових струмів
0,01 становить 34 дБ і збільшується зі зменшенням відносної похибки. У разі вибору транзисторів
комутатора і джерел зразкових струмів з метрологічними характеристиками, які забезпечують необхідну
точність вимірювання температури, вплив зміни опору ліній зв’язку в діапазоні 0–30 Ом повністю компенсу-
ється. Встановлено, що похибка нелінійності функції перетворення в діапазоні 0–200 °С не перевищує 0,1 °С.
The improved method of compensation the influence of the lead wire resistance for two-wire resistance temperature
detectors (RTDs) on the basis of commutation inverting of the reference measuring currents is proposed. For the
averaging of signals generated as a result of commutation inverting of reference measuring currents, predominantly
low-pass filters are used. Their usage limits the speed of temperature measurement. In order to increase the speed and
reduce the impact of transient switching processes, the analogue memory devices at the inputs of the lead wires were
used instead of the low-pass filters.
The schematic and principle diagrams of the thermoresistive transducer have been developed. In this case, the primary
resistance transducer additionally comprises a diode switch and the standard resistor which are constructively located
on the output contacts of the RTD. To compensate the initial value of the RTD resistance, the value of the standard
resistor is chosen to be equal to the initial value of the RTD resistance. To reduce the effect of voltage difference on
diodes on the accuracy of temperature measurement, a transistor pair with normalized voltage values of the base-emitter
is used. To simplify the switching device, the reference current source of one polarity is continuously connected to the
input of the lead wire, and the source of the reference current of the opposite polarity – is connected to the lead wire by
a diode switch on two diodes. Accordingly, the reference current of one polarity passes through the RTD, and the opposite polarity – through the standard resistor. The passage of the pulse measuring current through the RTD allows
increasing its value, which improves the sensitivity of converting the RTD resistance into the voltage. The influence of
the error of the reference measuring currents formation on the transfer function of a thermoresistive transducer and the
compensation of the influence of the lead wires’ resistance have been analyzed. With a relative error of the reference
currents of 0.01, the relaxation factor of the lead wires resistance is equal to 34 dB and increases with a decrease in a
relative error.
Research of the principle electric circuit of a two-wire thermoresistive transducer was carried out by computer
simulation. The developed model completely reproduces all functional transformations of the developed principle
electric circuit. The research was carried out for a copper 100 Ohm (Cu100) RTD. The research of the influence of nonidentity
of transistor switches of a primary thermoresistive transducer and the errors of the reference measuring
currents formation was carried out.
When commutation transistors and sources of reference currents with metrological characteristics that provide the
required accuracy of temperature measurement are chosen, the effect of the change in resistance of the lead wires
within the range 0.. 30 ohms is completely compensated. It was found that the error of the non-linearity of the
transformation function within the range 0…20 °C does not exceed 0.1 °С.
As a result of the study of influence of a discharge time constant of analogue memory devices, a choice of optimal
values of the frequency of a clock generator and the values of parameters of the analogue memory device elements was
conducted.
Усовершенствован метод компенсации влияния сопротивлений линий связи в двухпроводных
терморезистивных преобразователях на основе коммутационного инвертирования образцового
измерительного тока. Для увеличения быстродействия и уменьшения влияния переходных коммутационных
процессов применены аналоговые запоминающие устройства на входах линий связи. Разработаны
структурная и принципиальная схемы терморезистивного преобразователя. Проанализирована зависимость
коэффициента ослабления влияния сопротивлений линий связи от погрешности образцовых токов.
Коэффициент ослабления влияния сопротивлений линий связи при относительной погрешности образцовых
токов 0,01 составляет 34 дБ и увеличивается с уменьшением относительной погрешности. При выборе
транзисторов коммутатора и источников образцовых токов с метрологическими характеристиками,
которые обеспечивают необходимую точность измерения температуры, влияние изменения сопротивления
линий связи в диапазоне 0–30 Ом полностью компенсируется. Установлено, что погрешность нелинейности
функции преобразования в диапазоне 0–200 °С не превышает 0,1 °С.
 
Date 2018-11-14T08:53:51Z
2018-11-14T08:53:51Z
2017-03-28
2017-03-28
 
Type Article
 
Identifier Бойко О. Вдосконалення двопровідних терморезистивних перетворювачів з комутаційним інвертуванням зразкових струмів / Оксана Бойко // Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2017. — Том 78. — С. 42–47.
http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/42989
Boyko O. Improvement of two-conductor thermoresistive converters with commutative inverting of sample currents / Oksana Boyko // Vymiriuvalna tekhnika ta metrolohiia : mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2017. — Vol 78. — P. 42–47.
 
Language uk
 
Relation Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник (78), 2017
1. Darrell H. Evaluating Thin Film RTD Stability / Hyde Darrell // Sensors. – 1997. – P. 79.
2. Svelto C. Compact and accurate digital thermometer based on Anderson’s loop and Pt-100 sensor / C. Svelto, G. Galzerano, E. Bava // Measurement. – 2001. – Vol. 29 – 287–292.
3. Бойко О. Ана- логова лінеаризація характеристик терморезистивного перетворювача формуванням компенсаційного струму / О. Бойко // Технічні вістію – 2016ю – № 1(43), 2(44). – С. 43–45.
4. Pradhan S. An improved lead compensation technique for three – wire resistance temperature detectors / S. Pradhan, S. Sen // IEEE Trans. Instrum. Meas. – 1999 – Vol. 48. – P. 903–905.
5. Sen S. K. An improved lead wire compensation technique for conventional four wire resistance temperature detectors (RTDs) / S. K. Sen, T. K. Pan, P. Ghosal // Measurement. – 2011. – Vol. 44 – P. 8 42–846.
6. Hotra O. Temperature measuring device based on thin film thermoresistors / O. Hotra, O.Boyko // Prace Instytutu Elektrotechniki / Proceedings of Electrotechnical Institute –2012. – Nr. 260. – S. 207–218.
7. Maiti T.K. A Novel Lead- Wire-Resistance CompensationTechnique Using Two-Wire Resistance Temperature Detector / T.K. Maiti // IEEE Sensors Journal. – 2006. – Vol. 6, No. 6. – P. 1454–1458.
8. Мет- рологія та вимірювальна техніка: підручник / Є. С. По- ліщук, М. М. Дорожовець, В. О. Яцук [та ін.] за ред. Є. С. Поліщука. – Львів: Бескид-Біт, 2003. – 544 с.
9. Бойко О. В. Компенсація впливу опорів ліній зв’язку в двопровідних терморезистивних перетворювачах / О. В. Бойко, Р. О. Матвіїв, О. П. Чабан // Методи та прилади контролю якості. – 2015. – №1 (34). – С. 83–89.
1. Darrell H. Evaluating Thin Film RTD Stability, Hyde Darrell, Sensors, 1997, P. 79.
2. Svelto C. Compact and accurate digital thermometer based on Anderson’s loop and Pt-100 sensor, C. Svelto, G. Galzerano, E. Bava, Measurement, 2001, Vol. 29 – 287–292.
3. Boiko O. Ana- lohova linearyzatsiia kharakterystyk termorezystyvnoho peretvoriuvacha formuvanniam kompensatsiinoho strumu, O. Boiko, Tekhnichni vistiiu – 2016iu – No 1(43), 2(44), P. 43–45.
4. Pradhan S. An improved lead compensation technique for three – wire resistance temperature detectors, S. Pradhan, S. Sen, IEEE Trans. Instrum. Meas, 1999 – Vol. 48, P. 903–905.
5. Sen S. K. An improved lead wire compensation technique for conventional four wire resistance temperature detectors (RTDs), S. K. Sen, T. K. Pan, P. Ghosal, Measurement, 2011, Vol. 44 – P. 8 42–846.
6. Hotra O. Temperature measuring device based on thin film thermoresistors, O. Hotra, O.Boyko, Prace Instytutu Elektrotechniki, Proceedings of Electrotechnical Institute –2012, Nr. 260, S. 207–218.
7. Maiti T.K. A Novel Lead- Wire-Resistance CompensationTechnique Using Two-Wire Resistance Temperature Detector, T.K. Maiti, IEEE Sensors Journal, 2006, Vol. 6, No. 6, P. 1454–1458.
8. Met- rolohiia ta vymiriuvalna tekhnika: pidruchnyk, Ye. S. Po- lishchuk, M. M. Dorozhovets, V. O. Yatsuk [and other] ed. Ye. S. Polishchuka, Lviv: Beskyd-Bit, 2003, 544 p.
9. Boiko O. V. Kompensatsiia vplyvu oporiv linii zviazku v dvoprovidnykh termorezystyvnykh peretvoriuvachakh, O. V. Boiko, R. O. Matviiv, O. P. Chaban, Metody ta prylady kontroliu yakosti, 2015, No 1 (34), P. 83–89.
 
Rights © Національний університет „Львівська політехніка“, 2017
© Бойко Оксана, 2017
 
Format 42-47
6
application/pdf
image/png
 
Coverage Львів
 
Publisher Видавництво Львівської політехніки