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
przetwornikiem XTR-103
Data : B
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
I
a) wyznaczenie charakterystyki w stanie nieliniowym. Wyznaczenie różnicy miedzy ,
max
a maksymalnym prÄ…dem 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
Lp. T I_ide Ip ´Ip I_1 ´I_1 I_2 ´I_2 I_lin ´I_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. 1. : pomiary prądów podczas linearyzacji układu pomiarowego
gdzie :
- I_ide  prÄ…d w przetworniku idealnym
- Ip  prÄ…d 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 =20-16Å"BÅ"T =20-16Å"0,5802Å"10-3Å"800=20-1,9=18,1[ mA]
max max
A 3,908
Błąd prądowy dla układu rzeczywistego :
Io- Imax 18,10-20Å"100=-11,88
´ I = Å"100= %
zakres 16
Linearyzacja półmostka poprzez zmianę napięcia zasilania.
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
Tab. 2. : Wartości prądu po włączeniu obciążenia do układu
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
Tab. 3. : Wartości prądów po włączeniu dodatkowego obciążenia oraz dodatkowego
napięcia 20V
5. Wykresy
Charakteryski podczas linearyzacji
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
Ip
7
I_1
6
I_2
5
I_lin
4
0 100 200 300 400 500 600 700 800
T [°C]
I [mA]
Błędy bezwzględne
4
3
2
1
0
0 100 200 300 400 500 600 700T [°C]
800
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
´Ip
-9
´I_1
-10
´I_2
-11 ´I_lin
-12
Charakterystyki I=f(R)
20,00
+dot. rezystancja
+dot. rezystancja, +dot.
18,00
napięcie
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
R [Ohm]
´ [%]
I{[mA]
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 dotyczÄ…ca pomiaru charakterystyki bez linearyzacji
przetwornika PT100. Maksymalny prÄ…d 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%