Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Расчет коэффициентов индивидуальной функции КВД

Функция интерполяции R(t) для промышленных термометров сопротивления Каллендара Ван Дюзена (КВД) имеет вид:

R(t)= R0(1 + At + Bt2)  в диапазоне от 0 °C до 650 °C :

R(t) = R0[1 + At + Bt2 + С(t – 100 °C) t3]   в диапазоне от минус 200 °C до 0 °C
 
где R(t) – сопротивление ТС, Ом, при температуре t, °С,

R0 – номинальное сопротивление ТС, Ом, при температуре 0 °С 

Примечание: коэффициенты А и В одинаковые для диапазонов выше и ниже 0 °С. 

Для расчета коэффициентов А, В, R0 необходимо определить сопротивление ТС по крайней мере в трех точках диапазона при температуре выше 0 °С желательно  выбрать точки, близкие к началу, концу и середине диапазона измерений: 

t1       R1

t2       R2

t3       R3 

Опираясь на полученные при градуировке значения, можно составить систему из трех уравнений с тремя неизвестными.

R1 = R0(1 + At1 + Bt12)  

R2 = R0(1 + At2 + Bt22)  

R3 = R0(1 + At3 + Bt32

Решить такую систему можно точно аналитически различными методами. Например, методом определителей: 

D = (t2 t32 – t22 t3) – (t1 t32 – t3 t12) + (t1 t22 – t2 t12

DR0 =  R 1(t2 t32 – t22 t3) – R2 (t1 t32 – t3 t12) + R3(t1 t22 – t2 t12

DA = (R2 t32 – R3 t22) – (R1 t32 – R3 t12) + (R1 t22 – R2 t12

DB = (t2 R3 – t3 R2) – (t1 R3 – t3 R1) + (t1 R2 – t2 R1

R0 = DR0/D

A = DA/D/R0

B = DB/D/R0 

Если t1 = 0 °C, R1 = R0 то формулы для расчета определителей следующие: 

D = t2 t32 – t22 t3

DA = R2 t32 – R3 t22 – R0 t32  + R0 t22     

DB = t2 R3 – t3 R2 – t3 R0  – t2 R0 

Для расчета коэффициента С достаточно измерить сопротивление термометра при одной температуре ниже 0 °С. 

Формула для расчета следующая: 

С = (R4/R0 – 1 – At4 – Bt42) / (t4 – 100) / t43 

где: R4, t4 – результаты измерений при температуре ниже 0 °С

        А и В – коэффициенты, полученые при поверке выше 0 °С. 

Более точная аппроксимация функции КВД достижима, если использовать дополнительные точки градуировки. В этом случае расчет коэффициентов выполняют методом наименьших квадратов (МНК). Такой расчет реализован в программе TermoLab. В этой программе рассчитать коэффициенты функции КВД можно используя произвольное количество точек градуировки (больше трех при температуре выше 0 °С и больше одной при температуре ниже 0 °С). Программа позволяет также оценить неопределенность измерения температуры в интервале между градуировочными точками на основании данных о неопределенности в этих точках.