Inhoudsopgave
Advertenties
De miningang wordt via de spanningverdeler R2/R15 van een vaste
voorspanning voorzien. Met de terugkoppelingsweerstanden R21 en R22/24
stelt men de factor in, waarmee de ingangsverschilspanning versterkt wordt.
De temperatuurafhankelijke weerstandsverandering van de PT-1000-voeler
is exact gedefinieerd. De desbetreffende curve is als tabel opgeslagen in de
microprocessor; bij 0 °C bedraagt de weerstand exact 1000,0 Ω.
De door de weerstanden R2, R3, R15 en PT-1000 gevormde brug ligt aan
een gestabiliseerde spanning, die door D1 (LM 336) op 2,5 V constant
gehouden wordt. Twee analoog/ digitaal omvormers (IC1 en IC2)
digitaliseren de OpAmp- uitgangsspanningen met een resolutie van 8 bit en
voeden ze aan de processor (C4). De ICs 1...3 liggen aan een
gemeenschappelijke data- en taktlijn, alleen de drie chip-select-signalen
worden gescheiden van µP gegenereerd.
Voor het instellen van de schakelpunten zijn vier voelers voldoende, die
eveneens naar de port-kabels van de µP leiden. Vier pull-ups in R26 trekken
deze ingangen in rusttoestand naar plus. De aanduiding van de toestand
vindt plaats via een vloeibaar kristal-display (LCD) met twee delen van elk 16
tekens. Uit de actuele meetwaarden en de vooraf ingestelde parameters
leidt de processor de schakelsignalen voor de beide relais af. Bovendien kan
er via T3 een akoestisch signaal geactiveerd worden.
Alle instellingen vooraf worden opgeslagen in een seriële EEPROM (IC3),
zodat ze ook behouden blijven als de stroom uitvalt. De module wordt van
stroom voorzien via een eigen voeding, die vanwege het geringe benodigde
vermogen zeer weinig kost. De totale schakeling is verdeeld over twee
printplaten, die d.m.v. een tienpolige kabel met elkaar verbonden zijn.
Aan welke precisie- en stabiliteitseisen hier voldaan moet worden, wordt
duidelijk aan de hand van de volgende overweging:
De spanningsdeler R2/R15 verdeelt de 2,5 V referentiespanning onder in de
verhouding 0,82/5,52 ( 0,15 en levert via R4 ca. 370 mV aan de miningang
van de OpAmp. Als de PT-1000-voeler bij 0 °C een weerstand van exact
1000 Ω heeft, bedraagt de deelfactor van R3/PT = 0,18, zodat de
referentiespanning op deze brugtak onderverdeeld wordt op 440 mV en via
R5 naar de OpAmp-plusingang. Daarmee "ziet" de OpAmp bij 0 °C een
ingangsverschilspanning van tamelijk precies +70 mV.
10
Omdat de PT 1000 een positief karakteristiekverloop heeft (toenemende
weerstand bij stijgende temperatuur), neemt ook de OpAmp-verschil-
spanning bij hogere temperaturen toe; daarom is de meetspanning in het
bovenste bereik het grootste, zodat de A/D-omvormer daarbij precies tot
aan de grens van de maximaal toelaatbare ingangsspanning van 3 V
"gebracht' wordt. De OpAmp-versterkingsfactor bedraagt dan ca. 15.
Bij deze toepassing is het temperatuurbereik beperkt tot 0...100 °C, hoewel
de PT 1000 een veel groter meetbereik heeft (-200 ... +850 °C). Bij 100 °C
gaat de voelerweerstand omhoog tot 1385,0 Ω, zodat de deelfactor van
R3/PT verschuift naar 0,23; de OpAmp-ingangsspanning wordt daardoor
vergroot tot ca. 570 mV (tegenover 440 mV bij 0 °C), en de verschilspanning
op de OpAmp-ingangen gaat omhoog tot ca. 200 mV.
Als u blijft bij de aangenomen versterkingsfactor van v ≈ 15, dan verandert
het ADU-ingangssignaal over het gehele meetbereik met 130 mV . 15 ≈ 2 V,
die met 8 bit gedigitaliseerd worden. Dat komt overeen met 255 stappen of
8 mV per stap. Het zal duidelijk zijn, dat de gebruikte OpAmps bij deze kleine
signalen ten aanzien van drift en ruis aan de hoogste eisen moet voldoen.
Extra werkzaamheden
De totale schakeling is verdeeld over twee printplaten, waarvan de analoge
kaart uit financiële overwegingen slechts aan één kant van een laag voorzien
is; hier moet u daarom nog drie draadbruggen nasolderen.
Vanwege de zeer geïntegreerde onderdelen van het digitale gedeelte is de
tweede printplaat dubbelzijdig van een koperlaag voorzien. Hier wordt later
ruggelings het display opgestoken, zodat in totaal een compacte unit
ontstaat, die in een gebruikelijke behuizing ingebouwd kan worden.
Bij dergelijke complexe schakelingen verdient het aanbeveling de opbouw
stapsgewijs parallel te laten lopen met de ingebruikname, om eventuele fou-
ten direct te kunnen herkennen en te verhelpen. In dit geval is het het beste
om met het analoge gedeelte HB 492 te beginnen.
11
Advertenties
Inhoudsopgave
