Тема 9 Коррекция нелинейности характеристики термистора

Задание

1. Произвести расчет градуировочной характеристики термистора ТЭ255 в диапазоне температур t = 0 – 50^оС с шагом 5^оС.

2. Произвести расчет измененных характеристик термистора при шунтировании его резисторами, сопротивление которых практически не зависит от температуры. Номинальные значения сопротивления шунта R_ш =620 и 15000 Ом

3. Линеаризировать измененные характеристики термистора (с каждым шунтом) функцией вида R_Т = R_о +β*t, где β =( R_Т50 - R_Т0)/50. Сравнить измененную и линеаризированную характеристики. Сделать вывод.

4. Используя оборудование лабораторного стенда №10 снять реальную характеристику термистора ТЭ255 с шунтом (R_ш =620 Ом) и без него. Линеаризировать полученные характеристики аналогично заданию по п.3. Сравнить полученные результаты и сделать вывод.

Методические указания

Отличительное свойство полупроводниковых терморезисторов (термисторов) – нелинейная зависимость выходной величины (сопротивления) от воздействующей температуры.

Так, у термистора ТЭ255 эта зависимость выражается функцией

R_Т= R_То* е^αt ,

где R_То=611,5 Ом (сопротивление преобразователя при температуре t = 0 ^оС);

α = 0,00143 1/ ^оС.

Для получения линейной характеристики измерительного преобразователя, что требуется при унификации выходного сигнала, приходится выполнять так называемую операцию линеаризации градуировочной характеристики

Наиболее простой способ линеаризации:

R_Тлин = R_То +β*t, где: β =( R_Т50 – R_Т0)/50.

Коррекция нелинейности возможна также с помощью пассивных элементов, которые в некотором смысле подавляют нелинейность первичного измерительного преобразователя. Так, нелинейность термисторов можно уменьшить, включая параллельно им резистор из манганина, сопротивление которого практически не зависит от температуры.

В результате в формировании выходного сигнала участвует суммарный резистор

R_{Т∑ =} R_Т * R_Ш /( R_Т + R_Ш )

Получаемую при этом измененную градуировочную характеристику также можно линеаризировать полиномом первого порядка по указанной выше методике.

За оптимальный номинал шунтирующего резистора рекомендуется принимать величину сопротивления термистора при температуре, равной середине исследуемого диапазона (R_Т=25 =620 – 635 Ом).

При выполнении сравнительного анализа полученных характеристик рекомендуется вычислить для всех градуировочных точек погрешность отклонения значений нелинейной функции относительно соответствующих значений линейной.