Форум » Модели » Создание модели температурных датчиков » Ответить

Создание модели температурных датчиков

vlad3156: При разработке и моделировании терморегулятора(в программе MULTISIM v8) столкнулся с отсутствием Spice моделей температурных датчиков(термопара типа К-хромель-алюмель,LM335,AD590,AD592).В MicroCap их тоже нет и на сайтах фирм-изготовителей этих моделей тоже нет. Нужна модель типа источника напряжения зависящего от температуры(пренебрегая тепловыми свойствами этих датчмков). Может быть кто-нибудь создавал подобные модели?????Поделитесь файлом!!! С ув.vlad3156.(vlad3156@mail.ru)

Ответов - 7

Aml: А можно уточнить задачу моделирования? Т.е. что требуется получить при моделировании? Дело в том, что MicroCAP и аналогичные программы - это симуляторы работы электронных схем. Т.е. они просчитывают, как себя ведет схема при ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ воздействиях. Неэлектрические сигналы эти программы учесть не могут. Да и задать неэлектрический сигнал в явном виде нельзя. В принципе они могут расчитывать поведение схемы при изменениях температуры (если есть адекватные тепловые модели компонентов). Но именно для схемы, а не для компонента. Поскольку модели всех компонентов электронных САПР описываются электрическими параметрами, то не удивительно, что в них нет моделей компонентов, которые преобразуют неэлектрические воздействия в электрические (термодатчиков, тензодатчикв и др.). Ведь к электрической модели нельзя приложить, к примеру, механическое воздействие, чтобы посмотреть реакцию датчика. Выход из положения - "синтетические" модели. В них неэлектрическое воздействие заменяется источником электрического сигнала, а датчик - зависимым источником тока (напряжения) с передаточной характеристикой, аналогичной датчику. К примеру (условно) термопара выдает электрический сигнал 0,01В/град. Если предположить, что град=вольт, то на входе ставится источник наряжания по численной величине равный необходимому значению температуры, а в качестве термопары используется зависимый источник напряжения Uвых=0,01*Uвх. При необходимости этот источник можно дополнить выходным сопротивлением, емкостью, инерционностью и т.п. Если передаточная характеристика датчика нелинейна, то можно использовать табличный источник, значения которого нужно взять в соответствии со справочными параметрами датчика. Таким "синтетическим" способом приходится описывать в частности фотодиоды.

vlad3156: Как я понимаю эту проблему - нужен источник напряжения - выходное значение которого определялось бы уравнением (в простейшем случае) U(T)=K*T,где К-температурный коэффициент(мкВ/град), а Т(град) задаваемея температура(или диапазон).В MULTISIM 8 возможно выбирать компонент схемы(R,C,VD,VT,OpAmp) задавать для него температурный коэффициент и задавать на него действие температуры. Существует ведь модель термистора; - THERM_MODEL1.CIR - THERMISTOR NTC MODEL * * SENSOR TEMPERATURE VTEMP 10 0 PWL(0MS -15DEG 100MS 65DEG) R1 10 0 1MEG * * CURRENT SOURCE TO MEASURE R IS 0 1 DC 1 * * DEVICE UNDER TEST XTH1 1 0 10 0 NTC_10K_1 *XTH1 1 0 RES_10K * * * THERMISTOR SUBCIRCUIT * * thermistor terminals: 1,2 * temperature input+,-: 4,5 * (temperature in deg C) * .SUBCKT NTC_10K_1 1 2 4 5 ETHERM 1 3 VALUE = { I(VSENSE)*10K*EXP( 3548/(V(4,5)+273) - 3548/(25+273) ) } VSENSE 3 2 DC 0 .ENDS * * * RESISTOR SUBCIRCUIT * * resistor's terminals: 1,2 * .SUBCKT RES_10K 1 2 ERES 1 3 VALUE = { I(VSENSE)*10K } VSENSE 3 2 DC 0 .ENDS * * ANALYSIS .TRAN 0.1MS 100MS * VIEW RESULTS .PRINT TRAN V(1) .PROBE .END

Aml: Как я понимаю эту проблему - нужен источник напряжения - выходное значение которого определялось бы уравнением (в простейшем случае) U(T)=K*T В общем случае именно так. Судя по всему, в приведенном примере мотели термистора температурная зависимость задается источником кусочно-линейного напряжения PWL. Хотя, что является для этого источника управляющим воздействием я так и не понял (ели честно, поленился разбираться) В MULTISIM 8 возможно выбирать компонент схемы(R,C,VD,VT,OpAmp) задавать для него температурный коэффициент и задавать на него действие температуры. С MULTISIM не работал поэтому ничего не подскажу. Если в нем возможно задавать изменение температуры по какому-то закону и воздействовать им на какой-то компонент схемы - то проблем моделирования, действительно, нет. В MicroCAP можно лишь задать температурный коэффициент и диапазон изменения температур, но при расчете эта температура будет применяться ко всем компонентам сразу. Применение температуры только к одному компоненту вроде бы не видел. Хотя это в принципе можно обойти, задав температурную зависимость только у одного компонента. Можно ли в источнике сигнала в качестве коэффициента передаточной характеристики задавать температуру - не знаю, не пробовал. Хотя, приведенная выше схема - на языке SPICE, а MicroCAP его понимает без проблем. И еще. В лоб MicroCAP будет считать не зависимость какого-либа параметра от температуры, а строить зависимость чего-то от чего-то при разных значениях температуры. Т.е. строить семейство характеристик при разных температурах, которые меняются в заданном диапазоне с заданным шагом. А непосредственно температурную зависимость можно построить разве что с использованием функций Performance. При этом все равно нельзя будет задать изменение температуры по произвольному закону (или по таблице значений). Температура будет меняться только линейно. При этом инерционость также будет полностью отсутствовать. Т.е. изменение температуры будет мгновенно менять параметры схемы. Для того, чтобы моделирование происходило более адекватно для MicroCAP придется делать "синтетическую" модель (прокоторую я писал выше). Хотя, для моделирования это допущение нисколько не важно. Достаточно условно назвать напряжение какого-либо источника температурой (что будет управляющим воздействием), подключить его к термопаре (преобразователю температуры в напряжение), а дальше оперировать чисто электрическим сигналом этого датчика (выходным напряжением). Сделать управляемый источник, который преобразует температуру (которое на самом деле является напряжением) в напряжение - проблем не представляет, взять хотя бы тот же PWL (есть и еще варианты, все зависит от того, какой график зависимости напряжения от температуры имеет реальная термопара). Сложность может возникнуть разве что при учете инерционности воздействия температуры среды на термопару (если это нужно).


vlad3156: У меня нет никакого опыта работы по созданию таких SPIC. Я только вчера нашёл и поставил MicroCap8. ?Но пока его освою и смогу разобраться и написать такую SPIC пройдёт немало времени - может поможете???? Я думаю, что в первом приближении можно описать двухполюсник выходное напряжение которого описыватся характеристикой термопары(или интегральный датчик температуры).Ведь в MicroCap есть возможность создать макромодель(заданную текстовым описанием - SUBCKTS),а в неё включить ключевое слово POLY(при наличии этого слова элемент описывается полиноминальной функцией) .... учете инерционности воздействия температуры среды на термопару (если это нужно) - не нужно........

Aml: Я думаю, что в первом приближении можно описать двухполюсник Скорее четырехполюсник, выходное напряжение которого зависит от температуры на входных узлах. А температуру (точнее, ее изменение) можно моделировать независимым источником напряжения может поможете? Присылайте характеристику термопары (зависимость выходного напряжения от температуры) - посмотрю, как попроще сделать ее модель. Характеристика может быть либо аналитическим выражением, либо графиком зависимости (в т.ч. таблицей значений). Выходное сопротивление ее, как я понимаю, пренебрежимо мало? Почта - amlmtr@yandex.ru

vlad3156: Да ,выходное сопротивление мало,но зависит от длины и диаметра провода.Файл с харктеристиками высылаю.

Aml: Посмотрел характеристики - но сделать по ним модель руки пока не дошли - завал сейчас с работой. Так что если только позже...



полная версия страницы