3.1. Функциональная схема ип для тпс

Рис. 3.1. Функциональная схема измерительного преобразователя для термопреобразователя сопротивления (ТПС)

На функциональной схеме даны следующие обозначения:

ИП	– измерительный преобразователь сопротивление-ток;
ТПС	– медный термопреобразователь сопротивления, соединенный с измерительным преобразователем трехпроводной линией связи;
r	– сопротивление одного провода линии связи;
1, 2, 3	– зажимы ТПС;
А, В, С	– зажимы ИП;
ИТ	– источник тока , используемого для питания термопреобразователя сопротивления;
	– электрическое сопротивление термопреобразователя сопротивления;
	– ток питания ТПС;
ДУ	– дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления ;
ВУ	– вспомогательный усилитель, используемый для компенсации падения напряжения в проводах линии связи;
	– источник опорного напряжения, используемый для формирования напряжений , и для задания тока ;
ФНЧ	– фильтр нижних частот, предназначенный для ослабления помех общего и нормального видов сетевой частоты;
ПНТ	– преобразователь напряжение-ток, предназначенный для формирования унифицированного выходного сигнала в виде тока;
	– выходной ток ИП;
	– напряжение смещения, необходимое для компенсации выходного напряжения ДУ при наинизшей температуре ТПС;
	– напряжение смещения, необходимое для согласования масштаба выходного напряжения ФНЧ и выходного тока ;
ИП	– источник питания, предназначенный для питания схемы ИП.

3.2. Расчет коэффициента усиления и напряжения смещения дифференциального усилителя

При питании ТПС током потенциал зажимов А и В будет иметь следующие варианты: ; .

Для компенсации влияния сопротивления проводов линии связи необходимо реализовать во входной цепи следующее выражения:

.

Выходное напряжение ДУ будет равно:

.

С учетом напряжения смещения , можно записать:

.

Учитывая, что для двух заданных температур и ( – низшая, – высшая) можно записать:

;

.

Разность напряжений, т.е. диапазон изменения выходного напряжения ДУ, будет равна .

Необходимо, чтобы выходной сигнал ДУ равен нулю при низшей температуре, т.е. .

Из последних двух уравнений находим коэффициент усиления и . Например, пусть дано , , , , , тогда

.

Зададимся выходным напряжением ДУ при наивысшей температуре ТПС равным . Тогда из выражения находим

.

В качестве ДУ выбираем [6] AD620A.

Согласно техническому описанию коэффициент усиления данного усилителя задается одним резистором , который можно найти из следующего соотношения

.

Выбираем [1]

.

В качестве вспомогательного усилителя выбираем усилитель К140УД17А.

Принципиальные схемы ДУ и ВУ представлены на рисунке 3.2. В качестве резисторов [1] выбираем

.

Рис. 3.2. Принципиальная схема дифференциального усилителя (DA2) и вспомогательного усилителя (DA1)