LTAM Temperaturstrecke

1
LTAM Temperaturstrecke
Für das Regelungstechnik-Labor wurden in Schuljahr 2006/2007 zwölf Temperaturstrecken
gebaut, welche es erlauben, das Verhalten eines Regelkreises praktisch zu studieren.
Als Heizelement dient eine Halogenlampe, als Sensor ein AD592, welcher ein der absoluten
Temperatur proporzionales Signal abgibt. Da dieses für Anzeige und Regelkreis unpraktisch ist,
wird es mit Hilfe einer Konverterplatine in ein der Celsiustemperatur proporzionales Signal
umgewandelt.
Mit Hilfe eines kleinen Lüfters kann eine Störung simuliert werden.
Links Konverterplatine, rechts Temperaturstrecke.
Schaltung
Ventilator extern
L+
+15V
D1
R1
D2
AD592
IC1
10mV/K
E1
L-
M1
M
R2
GND
2
E1:
Heizelement Halogenlampe 24V/20W
D1 verhindert Leistungsabgabe bei negativer Spannung (erlaubt Betrieb an Brückenverstärker LN)
M1:
Ventilator zuschaltbar über Schalter (Simulation einer Störung)
oder extern über Entkoppel-Diode D2.
IC1:
Temperatursensor AD592, liefert der absoluten Temperatur proporzionalen Strom.
Dieser wird mit R2 = 10kΩ umgesetzt in eine Spannung von 10mV/K.
Sprungantworten bei verschiedenen Lampenspannungen 5-20V:
(Ventilator aus)
80
70
20V
Temperatur [°C]
60
15V
50
40
10V
30
5V
20
10
0
0
100
200
300
400
500
600
700
t/s
Endtemperatur nach 450s als Funktion der Lampenspannung:
70
Endtemperatur/°C
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
Uy/V
20
25
3
Erstaunlich ist das relativ lineare Verhalten im Bereich 5 – 20V.
Konverter für Temperatursignal 100mV/°C
Das von der Temperaturstrecke gelieferte Signal von 10mV/K ist zur Ansteuereung eines Reglers
oder einer Temperaturanzeige schlecht geeignet, mit dem Konverter wird es umgewandelt in ein
Signal 100mV/°C, also 100°C entspricht 10V.
Eingang
10mV/K
-15V
R1
R5
R2
R7
P1
R4
R3
IC1a
Ausgang
100mV/°C
R6
IC1b
R1 = 1MΩ 1%
R2 = 22KΩ
R3 = 4.7kΩ
R4 = 1MΩ 1%
R5 = 1MΩ 1%
R6 = 10kΩ 1%
R7 = 100kΩ 1%
P1 = 1kΩ Spindeltrimmer für Nullabgleich
IC1 = TL082
C1, C2 = 10µF Entkoppel-C an +15V, -15V (nicht eingezeichnet)
Abgleich:
+2.73V am Eingang anlegen, mit P1 auf 0V am Ausgang abgleichen.