Politechnika Wrocławska

Wydział Elektryczny

Skład grupy
1. Wojciech Calów
2. Karolina Polańska
3. Michał Szlączka

Rok studiów : III
Semestr : VI
Rok akad. : 2012/13

Laboratorium Analogowych i Cyfrowych Systemów

Pomiarowych

Grupa :

Nr ćwiczenia :

B

Temat :

Badanie toru pomiarowego z

przetwornikiem XTR-103

Ocena:

Data :
28.02.2013

1. Cel ćwiczenia

Celem przeprowadzenia ćwiczenia była linearyzacja pracy przetwornika temperatury PT100
przy pomocy układu XTR 103, wyznaczenie charakterystyk w obu stanach, pomiar
nieliniowości.

2. Przebieg pomiarów

a) wyznaczenie charakterystyki w stanie nieliniowym. Wyznaczenie różnicy miedzy I

max

,

a maksymalnym prądem w torze pomiarowym.
b) wyznaczenie charakterystyk podczas zmian parametrów układu linearyzującego.
c) wzorcowanie przetwornika
d) zmiana parametrów układu poprzez włączenie dodatkowej rezystancji i napięcia.

3. Schemat pomiarowy

4. Tabele pomiarowe

Tab. 1. : pomiary prądów podczas linearyzacji układu pomiarowego
gdzie :
- I_ide – prąd w przetworniku idealnym
- Ip – prąd w rzeczywistym przetworniku
- I_1 – prąd po pierwszej redukcji błędu
- I_2 – prąd po drugiej redukcji błędu
- I_lin – prąd przetwornika po przeprowadzeniu linearyzacji końcowej.

Prąd maksymalny dla układu rzeczywistego :

I

max

=

20−16⋅

B

A

⋅

T

max

=

20−16⋅

0,5802

3,908

⋅

10

−

3

⋅

800=20−1,9=18,1[ mA]

Błąd prądowy dla układu rzeczywistego :

δ I =

I

o

−

I

max

zakres

⋅

100=

18,10−20

16

⋅

100=−11,88 %

Linearyzacja półmostka poprzez zmianę napięcia zasilania.

Tab. 2. : Wartości prądu po włączeniu obciążenia do układu

Lp

R

I

[mA]

0

0

20,00

1

100

20,00

2

200

19,20

3

300

16,25

4

400

14,06

5

500

12,44

6

600

11,19

7

700

10,22

8

800

9,42

9

900

8,74

10

1000

8,15

[Ω]

Lp.

T

I_ide

Ip

δIp

I_1

δI_1

I_2

δI_2

I_lin

δI_lin

[R]

[mA]

[mA]

[%]

[mA]

[%]

[mA]

[%]

[mA]

[%]

1

0

4,00

4,00

0,00

4,00

0,00

4,00

0,00

4,00

0,000

2

20

4,40

4,40

0,00

4,46

0,37

4,44

0,25

4,40

0,000

3

50

5,00

5,00

0,00

5,13

0,81

5,09

0,56

5,00

0,000

4

100

6,00

5,98

-0,12

6,24

1,50

6,15

0,94

5,99

-0,062

5

150

7,00

6,94

-0,37

7,33

2,06

7,20

1,25

6,99

-0,062

6

200

8,00

7,89

-0,69

8,41

2,56

8,23

1,44

7,99

-0,062

7

250

9,00

8,82

-1,13

9,47

2,94

9,25

1,56

8,99

-0,062

8

300

10,00

9,74

-1,63

10,51

3,19

10,25

1,56

9,99

-0,062

9

350

11,00

10,64

-2,25

11,53

3,31

11,23

1,44

10,99

-0,062

10

400

12,00

11,53

-2,94

12,54

3,38

12,20

1,25

12,00

0,000

11

450

13,00

12,40

-3,75

13,53

3,31

13,15

0,94

13,00

0,000

12

500

14,00

13,26

-4,63

14,51

3,19

14,09

0,56

14,01

0,062

13

550

15,00

14,11

-5,56

15,47

2,94

15,01

0,06

15,01

0,062

14

600

16,00

14,93

-6,69

16,41

2,56

15,91

-0,56

16,01

0,063

15

650

17,00

15,75

-7,81

17,33

2,06

16,80

-1,25

17,01

0,063

16

700

18,00

16,55

-9,06

18,24

1,50

17,67

-2,06

18,01

0,063

17

750

19,00

17,33

-10,44

19,13

0,81

18,52

-3,00

19,01

0,063

18

800

20,00

18,10

-11,88

20,00

0,00

19,36

-4,00

20,00

0,000

Tab. 3. : Wartości prądów po włączeniu dodatkowego obciążenia oraz dodatkowego
napięcia 20V

5. Wykresy

Lp

R

I

[mA]

0

1000

20,00

1

1100

20,00

2

1200

19,66

3

1300

18,73

4

1400

17,66

5

1500

16,99

6

1600

15,83

7

1700

15,05

8

1800

14,35

9

1900

13,72

10

2000

13,14

11

2100

12,60

12

3000

8,93

[Ω]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Charakteryski podczas linearyzacji

Ip
I_1
I_2
I_lin

T [°C]

I [

m

A

]

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Charakterystyki I=f(R)

+dot. rezystancja
+dot. rezystancja, +dot.
napięcie

R [Ohm]

I{

[m

A

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

Błędy bezwzględne

δIp
δI_1
δI_2
δI_lin

T [°C]

δ

[

%

]

6. Wnioski

a) Symulacje pomiarów temperatury przeprowadziliśmy za pomocą rezystora nastawnego o
skoku 50 °C
b) prace przetwornika temperatury jest przewidziana w zakresie od 0 do 800 °C
c) Pierwsza charakterystyka dotycząca pomiaru charakterystyki bez linearyzacji
przetwornika PT100. Maksymalny prąd jest mniejszy o 1,9 mA. W torze pomiarowym bez
przetwornika XTR-103 występuje duża wartość błędu nie liniowości -11,88%.
d) po pierwszej korekcji następuję spadek błędu pomiarowego do 5.2%. Druga korekcja
powoduje zarówno błędy względne zarówno dodatnie jak i ujemne w zakresie od 2.88% do
-3.20%.
e) Po zastosowaniu przetwornika otrzymujemy błąd maksymalny o wartości 0.063%