Многоэлементный термопреобразователь фирмы Fluke
Наличие двух подложек обеспечивает их тепловую изоляцию. В данной конструкции тепловое сопротивление составляет порядка 800 °C на 1 Вт. По сравнению с ТП типа ТВБ, который используется с 1960;х гг. прошлого века, описываемый термопреобразователь имеет ряд преимуществ: Напряжение UBUX при максимальном входном напряжении составляет порядка 2 В вместо 7 мВ у ТВБ; Рис. 3.23. Принципиальная схема… Читать ещё >
Многоэлементный термопреобразователь фирмы Fluke (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Своими ТП фирма оснастила метрологические лаборатории в США, странах ЕЭС, Индии, Китае. Рассмотрим один из последних вариантов ТП, разработанных ею.
Ранний вариант ТП включал в себя два транзистора Qv Q2 и два резистора Rv R2, расположенных на единой подложке. Описываемый ТП отличается применением тонкопленочных резисторов, размещенных в сборке резистор-транзистор на двух отдельных подложках. Для такой реализации был разработан специальный технологический процесс.
Схема твердотельного термоэлектрического преобразователя изображена на рис. 3.23.
Рис. 3.23. Принципиальная схема твердотельного термоэлектрического преобразователя:
/1, — операционный усилитель с нагрузочными сопротивлениями R
Наличие двух подложек обеспечивает их тепловую изоляцию. В данной конструкции тепловое сопротивление составляет порядка 800 °C на 1 Вт.
Принцип работы преобразователя состоит в следующем. Тепловая мощность, выделяемая на резисторе R{, повышает температуру базы транзистора Q, и увеличивает этим самым его ток коллектора, который разбалансирует операционный усилитель Л{. Выходное напряжение вызывает увеличение тока в резисторе /У, что приводит к увеличению тока коллектора транзистора (X, и восстановлению баланса на входе операционного усилителя.
При равенстве UBkK = UBX на выходе преобразователя через нагрузку протекает ток, равный входному току, т. е. Р = Р . На вход преобразователя может быть подан как постоянный, так и переменный ток. Соотношение между напряжением U6 a на переходе база—эмиттер и температурой этого перехода определяется формулой.
где U6 — напряжение база—эмиттер транзисторов Q, Q2; к — постоянная Больцмана; Т6_э — температура перехода база—эмиттер транзистора; q — заряд электрона; 1п (7,) — натуральный логарифм тока коллектора.
По сравнению с ТП типа ТВБ, который используется с 1960;х гг. прошлого века, описываемый термопреобразователь имеет ряд преимуществ:
- • напряжение UBUX при максимальном входном напряжении составляет порядка 2 В вместо 7 мВ у ТВБ;
- • меньшее значение постоянной времени;
- • значительно меньшую зависимость от температуры окружающей среды;
- • большие механическую и электрическую прочности.
Преобразователи фирмы Fluke используются в разработанных ею установках 5790А и 792А и в цифровом мультиметре 8506А для реализации метода замещения переменного тока постоянным.
Установка 5790А — полностью автоматизированное средство измерения переменного тока высшей точности, предназначенное для калибровки средств измерения, использующих термоэлектрические преобразователи. Погрешность установки при измерении напряжения постоянного тока составляет ±24%о (за один год при температуре 23±5 °С).
Установка 5790А имеет диапазон измерений напряжения переменного тока от 700 мкВ до 1000 В и частотный диапазон измеряемых напряжений от 10 Гц до 1 МГц. В комплекте с шунтами А40, А40А она позволяет измерять силу переменного синусоидального тока.