Расчет операционного усилителя для терморезистора паяльника

[SODIUM]

Здравствуйте. Собираю паяльную станцию с нагревателем hakko a1321. В нем в качестве датчика температуры в нем используется низкоомный PTC термистор. В нете можно найти схему усилителя терморезистора:

Но нужно рассчитать все номиналы резисторов. Поискав, нашел масштабирующую схему на операционном усилителе со смещением:

 

Расчет её выполняется по формуле Uвых = Uвх*(1 + R3/R2 + R3/R1)-Vcc*R3/R1. Но в ней нет резистора на 470 Ом, подключенного от средней точке R1 и R2 к инвертирующему входу ОУ. Помогите с формулой для расчета схемы как в станциях:

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Yurkin2015]

4 часа назад, SODIUM сказал:

Помогите с формулой для расчета

Надо преобразовать схему немного.

Сначала на картинке слева, мысленно расщепляем резистор R4 вдоль на две части и задвигаем их внутрь вертикальной цепи R1-R2.

Получается цепь, на картинке в центре, с новыми дополнительными резисторами, рассчитать их просто.

Ну, и, наконец, складываем оба верхних и оба нижних резистора и получаем цепь справа, как хотелось, без резистора 470 Ом.

Готово. Можно использовать формулу, которую Вы нашли, используя новые значения R1* вместо R1 и  R2* вместо R2.

Изменено 15 июля, 2017 пользователем Yurkin2015

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[IMXO]

В 15.07.2017 в 03:04, Yurkin2015 сказал:

Готово. Можно использовать формулу, которую Вы нашли, используя новые значения R1* вместо R1 и  R2* вместо R2.

нет нельзя.

1 формула рассчитана для однополярного питания, у ТС двуполярное.

2 КМК ваше преобразование для усилителя на ОУ некорректно...

У ТС обычный диф.усилитель

, форма его работы описывается как

где R3= ∞ и неивертирующая часть преобразуется к

а инвертирующая

где U1 определяется делителем напряжения и входным сопротивлением инвертирующего усилителя (R1=470ом)

КЗ что нет нумерации элементов

обозначим R4 = R6=2.2к и R5=47ом  и тогда

U1= Vcc* [R5*R1/(R5+R1)] / [R4+R5*R1/(R5+R1)]

 напряжение на термисторе

U2= Vcc * Rt / (R6 + Rt)

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[MaratAM]

сопротивление Rt в рабочей зоне должно быть в районе 47 Ом или наоборот 47 меняем на сопротивление нагретого Rt. Ну потом еще усиление подкрутить подстроечником. Вот и весь расчет, не надо все усложнять.

[SODIUM]

5 часов назад, IMXO сказал:

U1= Vcc* [R5*R1/(R5+R1)] / [R4+R5*R1/(R5+R1)]

Пробовал эту формулу, но результат расчета и моделирования не сходится:

[colorad]

Попробуйте сначала смоделировать  классическую схему диф. усилителя  с Ку=10 .

А потом встроить его в схему в шапке . Способ немного пролетарский    но верный .

[colorad]

Проверка симуляции .

Принимаем за виртуальную землю точку R2(1) . Uвых =   UR2(1) + ( UR5(2)-UR2(1) ) * (R3+R4)/R4     =    0.123 + ( 0.319-0.123 )*   (5+0.47)/0.47 = 2.4 В    Сошлось .

---------------------------------------------------------------------------

Неточность в теории .

U1 не сходится, так как влияние R4 надо учитывать исходя из тока протекающего по нему из точки с напряжением  U2 .

Изменено 15 июля, 2017 пользователем colorad

[IMXO]

18 часов назад, colorad сказал:

U1 не сходится, так как влияние R4 надо учитывать исходя из тока протекающего по нему из точки с напряжением  U2 .

мда... не учел.

U1=Vcc*R5*(R1Rt+R1R6+R4Rt)/[(Rt+R6)*(R4R5+R1R4+R1R5)]

R1 = 470
R4 = 2200
R6 = 2200
Rt = 150
R5 = 47
Vcc = 5
U1=Vcc*R5*(R1*Rt+R1*R6+R4*Rt)/(R6+Rt)/(R5*R4+R4*R1+R1*R5) = 0,123718
U2=Vcc*Rt/(R6+Rt) = 0,319149

[avv_rem]

Нужно хотя бы примерно знать рабочий диапазон температур станции. Скажем, от t1 до t2.
Далее так или иначе находятся сопротивления терморезистора при температурах t1 и t2. Назовем их R1 и R2.
Затем находится сопротивление резистора, который подключен последовательно с терморезистором. На предыдущей схеме это R5 = 2,2кОм (с чего бы этот номинал?). В действительности R5 = SQRT (R1 * R2). Эта формула применяется, если проектируется терморегулятор с предельно высокой температурной чувствительностью.

Резистор на 470ом ставится для стабилизации гистерезиса по диапазону регулировки, да и то, если он вообще нужен.

Где-то на этом форуме я выкладывал серию методик расчета терморегуляторов. Называл их ПРИЛОЖЕНИЕ-1,  ПРИЛОЖЕНИЕ-2,  ПРИЛОЖЕНИЕ-3… Но Вам пока хватит и типового расчета

http://forum.cxem.net/index.php?/topic/134900-прошу-помощи-со-схемой-термодатчика/&do=findComment&comment=1797621

Терморегулятор LM311(КР554СА3)+терморезистор.pdf

Изменено 16 июля, 2017 пользователем avv_rem

[IMXO]

упс. а какое отношение имеет компаратор с гистерезисом к масштабируемому усилителю?

[avv_rem]

Вообще-то никакого, кроме расчета R5. Это просто я неправильно понял, что тут считают. Если делается масштабирующий усилитель, то нужно:

1. Сначала четко замерить параметры терморезистора.
2. Ясно изложить, какие напряжения (токи) нужно получить на выходе ОУ.
3. Выбрать способ линеаризации зависимости выходного напряжения (тока) ОУ от температуры.

Только после этого рисовать схему и рассчитывать ее номиналы. А то совершенно непонятно, что Вы тут считаете. Я вообще подумал, что компаратор, т.к. отсутствует не только конкретный цифровой показатель цели расчетов, но отсутствует даже качественный показатель (растет выходное напряжение, или падает).

[SODIUM]

@IMXO Спасибо большое. Теперь я все рассчитал. Правда мне удобнее было, если вместо цепи делителя с терморезистором, в формуле было только U2. А тут для расчета U1 нужна цепь с терморезистором.

[IMXO]

это происходит из-за низкого входного сопротивления инвертирующего входа ОУ, приведите схему к инструментальному усилителю и проблема отпадет сама собой