Politechnika Wrocławska Skład grupy
Rok studiów : III
1. Wojciech Calów
Semestr : VI
Wydział Elektryczny
2. Karolina Polańska
Rok akad. : 2012/13
3. Michał Szlączka
Laboratorium Analogowych i Cyfrowych Systemów Pomiarowych
Grupa :
Nr ćwiczenia : Temat : Ocena:
Badanie toru pomiarowego z Data :
B
przetwornikiem XTR-103
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
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
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 nieliniowego: B
0,5802
I
=20−16⋅ ⋅ T
=20−16⋅
⋅10−3⋅800=20−1,9=18,1[ mA]
max
A
max
3,908
Błąd prądowy dla układu nieliniowego: I − I
18,10−20
δ I = o
max⋅100=
⋅100=−9,50 %
I max
20
Lp
R
I
[Ω]
[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
Tab. 2. : Wartości prądu po włączeniu dodatkowej rezystancji do układu Lp
R
I
[Ω]
[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
Tab. 3. : Wartości prądów po włączeniu dodatkowej rezystancji oraz dodatkowego napięcia 20V
4. Wykresy Charakteryski niezrównoważenia przetwornika Ip 20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
]A
10,00
I [m
8,00
6,00
T [°C]
4,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
δ Ip (błąd niezrównoważenia mostka) 0,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-1,00
-2,00
-3,00
-4,00
-5,00
]
[%
-6,00
δ
-7,00
-8,00
-9,00
-10,00
T[°C]
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
]A
I [m
10,00
8,00
6,00
4,00
T [°C]
0
100
200
300
400
500
600
700
800
δI_1 (po piewrszej korekcji) 6,00
5,00
]
[%δ
4,00
3,00
2,00
1,00
T[°C]
0,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-1,00
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
]A
10,00
I [m
8,00
6,00
T [°C]
4,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
δI_2 (po drugiej korekcji) 4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-1,00
]
[%δ
-2,00
-3,00
T[°C]
-4,00
Prąd zlinearyzowanego przetwornika 20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
]A
10,00
I [m
8,00
6,00
T [°C]
4,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
δI_lin (błąd po linearyzacji) 0,10
0,05
0,00
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-0,05
]
[%δ
-0,10
-0,15
T[°C]
-0,20
+dot. rezystancja
+dot. rezystancja, +dot. napięcie 18,00
16,00
]A14,00
I{[m
12,00
10,00
8,00
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
R [Ohm]
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%