Generátor signálů teplotních čidel

Abstract

Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací přípravku pro simulaci chování teplotního odporového čidla a termočlánku. Tento přípravek umožňuje připojení široké škály měřicích přístrojů, čímž se stává univerzálním nástrojem pro testování a kalibraci. Využití najde především v experimentálním prostředí, kde je potřeba simulovat odezvu čidel i při teplotách, které jsou v reálných podmínkách obtížně dosažitelné. Práce obsahuje obecný rozbor principů funkce odporových teplotních čidel a termočlánků, včetně přehledu jejich jednotlivých typů. Teoretická část se dále věnuje metodám aproximace požadovaných hodnot odporu a napětí, které tyto čidla generují. Tyto postupy slouží jako základ pro návrh simulačního zařízení. V praktické části se práce zaměřuje na návrh zapojení pro simulaci odporového teplotního čidla (PT100) a termočlánku typu K. Popisuje celý proces od výběru vhodného řešení přes konkrétní návrh obvodu až po analýzu použitých komponent. Součástí návrhu je i výpočet hodnot jednotlivých elektronických prvků. Závěrečná část práce je věnována samotné realizaci zařízení – od návrhu a výroby desky plošných spojů až po měření a kalibraci výstupních hodnot tak, aby co nejvěrněji odpovídaly reálnému chování skutečných čidel.

The bachelor's thesis deals with the design and implementation of a device for simulating the behavior of a temperature resistance sensor and a thermocouple. This device allows the connection of a wide range of measuring instruments, making it a versatile tool for testing and calibration. It is primarily intended for use in experimental environments where it is necessary to simulate sensor responses at temperatures that are difficult to achieve under real conditions. The thesis includes a general analysis of the operating principles of resistance temperature detectors and thermocouples, along with an overview of their different types. The theoretical part further focuses on methods for approximating the desired resistance and voltage values generated by these sensors. These approaches form the basis for the design of the simulation device. The practical part of the thesis focuses on the circuit design for simulating a resistance temperature sensor (PT100) and a type K thermocouple. It describes the entire process from the selection of an appropriate solution, through the detailed circuit design, to the analysis of the components used. The design also includes the calculation of the values of individual electronic components. The final part of the thesis is devoted to the actual implementation of the device — from the design and production of the printed circuit board to the measurement and calibration of the output values to ensure they accurately mimic the real behavior of actual sensors.