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 dla 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. 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.

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

0,0000

2

20

4,40

4,40

0,00

4,46

1,36

4,44

0,91

4,40

0,0000

3

50

5,00

5,00

0,00

5,13

2,60

5,09

1,80

5,00

0,0000

4

100

6,00

5,98

-0,33

6,24

4,00

6,15

2,50

5,99

-0,1667

5

150

7,00

6,94

-0,86

7,33

4,71

7,20

2,86

6,99

-0,1429

6

200

8,00

7,89

-1,38

8,41

5,13

8,23

2,88

7,99

-0,1250

7

250

9,00

8,82

-2,00

9,47

5,22

9,25

2,78

8,99

-0,1111

8

300

10,00

9,74

-2,60

10,51

5,10

10,25

2,50

9,99

-0,1000

9

350

11,00

10,64

-3,27

11,53

4,82

11,23

2,09

10,99

-0,0909

10

400

12,00

11,53

-3,92

12,54

4,50

12,20

1,67

12,00

0,0000

11

450

13,00

12,40

-4,62

13,53

4,08

13,15

1,15

13,00

0,0000

12

500

14,00

13,26

-5,29

14,51

3,64

14,09

0,64

14,01

0,0714

13

550

15,00

14,11

-5,93

15,47

3,13

15,01

0,07

15,01

0,0667

14

600

16,00

14,93

-6,69

16,41

2,56

15,91

-0,56

16,01

0,0625

15

650

17,00

15,75

-7,35

17,33

1,94

16,80

-1,18

17,01

0,0588

16

700

18,00

16,55

-8,06

18,24

1,33

17,67

-1,83

18,01

0,0556

17

750

19,00

17,33

-8,79

19,13

0,68

18,52

-2,53

19,01

0,0526

18

800

20,00

18,10

-9,50

20,00

0,00

19,36

-3,20

20,00

0,0000

Prąd maksymalny dla układu nieliniowego:

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 nieliniowego:

δ I =

I

o

−

I

max

I

max

⋅

100=

18,10−20

20

⋅

100=−9,50 %

Tab. 2. : Wartości prądu po włączeniu dodatkowej rezystancji do układu

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

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

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]

4. Wykresy

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-10,00

-9,00

-8,00

-7,00

-6,00

-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

δ Ip (błąd niezrównoważenia mostka)

T[°C]

δ

[%

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Charakteryski niezrównoważenia przetwornika Ip

T [°C]

I [

m

A

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Prąd linearyzacji I_1

T [°C]

I [

m

A

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

δI_1 (po piewrszej korekcji)

T[°C]

δ

[%

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Prąd linearyzacji I_2

T [°C]

I [

m

A

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

δI_2 (po drugiej korekcji)

T[°C]

δ

[%

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Prąd zlinearyzowanego przetwornika

T [°C]

I [

m

A

]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

δI_lin (błąd po linearyzacji)

T[°C]

δ

[%

]

5. 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 -9,50%.
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 0.17%

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

]